Электроды самые лучшие: Страница не найдена — WeldElec.com

Содержание

Лучшие электроды с основным покрытием

Лучшие электроды с основным покрытием — рейтинг

Сегодня российская электродная продукция мало чем уступает зарубежной. Рынок наполнился электродами отечественного производства, хотя некоторые сварщики до сих пор отдают предпочтение иностранным маркам.

При этом чтобы получить по-настоящему качественный шов, нужно знать, какими электродами варить, и для какого сварочного аппарата они подходят. К инверторам для сварки подходят любые электроды, а вот для аппаратов, которые работают на переменном токе, далеко не все.

Лучшие электроды с основным покрытием

Рассматриваемые в данной статье электроды с основным покрытием, применяются для сварки постоянным током. При сгорании они выделяют много углекислого газа, который служит в качестве защиты сварочной ванны.

Используются такие электроды для сварки ответственных конструкций, обеспечивая при этом качественное и надёжное соединение. Однако не обойтись и без ложки дёгтя, поскольку электроды с основным покрытием имеют повышенную чувствительность к влаге. Варить такими электродами, когда они отсыреют, становится проблематично.

Рассмотрим самые популярные электроды с основным покрытием, которые отличаются повышенным качеством.

Электроды Kobelco LB-52U

Kobelco LB-52U — электроды, которые производятся в Японии, одним из крупнейших концернов страны Kobe Steel, Ltd. Основное назначение этих электродов с основным покрытием, это сварка низкоуглеродистой стали, там, где невозможно использовать двухстороннюю проварку металла (сварка трубопроводов).

Вследствие этого, электроды Kobelco LB-52U отличаются не только возможностью создания пластичного шва, но и очень малым количеством шлака. Сварочный шов, образуемый электродами LB-52U, не имеет раковин, и других дефектов, которые остаются после обычных электродов.

Прочность сварочного шва, достигает 588 Н/мм², что является достаточно высоким показателем. Единственный недостаток электродов Kobelco LB-52U, это, как было сказано выше, чрезмерная подверженность во влажной среде. Поэтому для того чтобы нормально варить данными электродами, их нужно будет обязательно прокалить. Температура прокалки электродов с основным покрытием (Kobelco LB-52U), не менее 300 градусов.

Электроды ОЗЛ-8 (ЛЭЗ)

Основное назначение электродов ОЗЛ-8, это сварка нержавеющих сталей с высоким процентом никеля и хрома. Сварка электродами ЛЭЗ ведётся на постоянном токе обратной полярности. Созданный шов отличается высокой стойкостью к коррозии, а также достойными прочностными показателями.

Здесь, как и при сварке, предыдущими электродами с основным покрытием, образуется малое количество шлака. К тому же, шлак практически сразу же отделяется от поверхности остывшего сварочного шва. Что не менее важно, при остывании шов не растрескивается. При этом все же не следует допускать резкого охлаждения сварочного шва, чтобы не допустить снижение прочности соединения.

Электроды УОНИ 13-55

Пожалуй, самые популярные электроды с основным покрытием среди сварщиков. Основные преимущества УОНИ 13/55 связаны с высокой прочностью сварочного шва, а также с его стойкостью к различным нагрузкам. На вид, поверхность сварочного шва, полученного данными электродами, чем-то напоминает застывшее стекло.

Однако данная марка электродов не рекомендуется к использованию новичкам-сварщикам. При отсутствии должного опыта и сноровки, разжечь электроды УОНИ 13-55 очень сложно. После того, как сварочная дуга погасла, кончик электрода обволакивает расплавленная обмазка, что требует повторной зачистки электрода.

Тем не менее, научившись варить, многие понимают достоинства электродов УОНИ, и уже мало чему другому, отдают своё предпочтение.

Поделиться в соцсетях

Рейтинг лучших электродов для ручной дуговой сварки 2018 года

Ручная дуговая сварка является самым популярным способом неразъёмного соединения металлических деталей на любительском и профессиональном уровне. Популярность среди любителей объясняется достаточно просто — способ доступен по исполнению, стоимости оборудования и материалов. Современные сварочные инверторы, которые пришли на смену традиционным трансформаторным выпрямителям, компактны, мобильны, удобны и просты в применении. Эти устройства стоят недорого и обеспечивают достаточную для непромышленных масштабов производительность.

Применение РДС в профессиональной производственной деятельности также вполне объяснимо. Более производительные и качественные способы выдвигают больше требований. Для полуавтоматической сварки необходимо подключение баллонов с защитной газовой смесью, автоматические методы требуют наличия специализированного оборудования. Основным ограничением для производительных способов и одновременно причиной распространённости ручной дуговой сварки является недоступность сварных швов. Сварщик, оснащённый инвертором, держателем с электродом и кабелем необходимой длины, выполнит любое сварное соединение, вне зависимости от пространственного положения, свариваемых материалов и способа разделки кромок.

Рейтинг лучших электродов для любительской и профессиональной сварки

Для составления рейтинга мы отобрали наиболее популярные марки плавящихся электродов для РДС углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей. Для корректности рейтинг разделён на две части в соответствии с составом обмазки стержней.

Лучшие электроды с покрытием рутилового типа

Рутиловые покрытия (в том числе смешанные, рутилово-целлюлозные и прочие виды покрытий) — применяются для работы под воздействием постоянного и переменного тока, для выполнения швов любых направлений и пространственных положений сварки. Характеризуются лёгкостью зажигания дуги (как первичного, так и повторного), а также стойкостью к воздействию влаги.

Марка электродовПроизводитель (страна)Режимы прокалкиКупить
МР-3ССпецЭлектрод (Россия)обязательна, 1 час, 120-160 СЦена
АНО-4Лосиноостровский Электродный Завод (Россия)обязательна, 1 час, 180-200 СЦена
ESAB ОЗС-12ЭСАБ-СВЭЛ (Россия)обязательна, 30 минут, 180-200 СЦена
Omnia 46 (KD 46)Lincoln Electric (США)обязательна, 1 час, 100-120 СЦена

4

Электроды МР-3С — остерегайтесь подделок!



Технические характеристики:
  • Производитель: СпецЭлектрод (Россия)
  • Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1 час, 120-160°С
  • Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
  • Технологические рекомендации — допускается сварка удлинённой дугой

Материалы для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Популярность марки спровоцировала волну подделок — помимо признанных авторитетов отрасли за изготовление МР-3С взялись многие предприятия средней руки, которые неспособны обеспечить требуемое качество. Продукция завода «СпецЭлектрод» — гарантия качества и сохранения базовых характеристик марки.

Отличительными особенностями марки являются лёгкость розжига, удобство работы во всех пространственных положениях и устойчивость дуги. Разработчикам удалось избежать свойственных категории недостатков — наплавленный металл МР3-С не склонен к образованию шлаковых и пористых включений. Широко применяются в условиях сборки и сварки труднодоступных мест ответственных швов на монтаже. Характеристики наплавленного металла позволяют вести сварку незачищенных, ржавых и влажных кромок без вреда для формирования и свойств шва.

Плюсы:

  • лёгкое зажигание и стабильное горение дуги
  • простота и удобство ведения сварки
  • универсальность применения в различных пространственных положениях
  • качество выделения шлаковых включений

Минусы:

  • крайняя степень чувствительности к воздействию влаги — отсыревание недопустимо

3

Электроды АНО-4 — универсализм в минимальной упаковке


Технические характеристики:

  • Производитель: Лосиноостровский Электродный Завод (Россия)
  • Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1 час, 180-200°С
  • Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
  • Технологические рекомендации — дуга короткой и средней длины

ЛЭЗ — один из лидеров отрасли в России, на долю продукции завода приходится треть всех продаваемых в России электродов. Марка АНО-4 служит для выполнения ответственных сварных соединений в составе изделий из углеродистых сталей (Ст3, Ст10, Ст20) при любых положениях в пространстве и конструктивных разновидностях швов.

Приспособлены для работы с оборудованием, которое подключено к сети с постоянным или переменным током. Гарантируют отсутствие дефектов при высоких режимах, обеспечивают качественную кристаллизацию металла шва и устойчивость к образованию пор и горячих трещин.

Плюсы:

  • лёгкость зажигания дуги
  • образование бездефектного наплавленного металла
  • простота отделения шлаков
  • розничная продажа в упаковке от 1 кг

Минусы:

  • низкая степень защиты от влаги
  • невозможность сварки вертикальных швов сверху вниз

2

ESAB ОЗС-12 — гарантия работы вне зависимости от рода тока



Технические характеристики:
  • Производитель: ЭСАБ-СВЭЛ (Россия)
  • Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 30 минут, 180-200°С
  • Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
  • Технологические рекомендации — допускается сварка удлинённой дугой

Продукция дочернего предприятия шведской фирмы ESAB. Качественные электроды, которые прошли сертификацию НАКС для использования при изготовлении особо ответственных изделий из сталей углеродистой и низколегированной групп.

Предмет гордости разработчиков — характеристики отделяемости шлаковой составляющей и аккуратность укладываемых валиков. Использование ОЗС-12 гарантирует образование плавного перехода между наплавленным металлом и поверхностями свариваемых деталей, а также гладкие валики облицовочного слоя. Рекомендуются для выполнения швов таврового типа, поскольку обеспечивают образование вогнутого валика нужных размеров. Не склонны к растрескиванию металла шва и образованию существенных шлаковых включений.

Отзывы потребителей о марке ОЗС-12 неоднозначны, но к электродам, которые изготовлены на заводах под контролем ESAB, критичные замечания неприменимы. Поэтому обращать внимание на маркировку производителя при покупке — обязательно.

Плюсы:

  • высокие показатели качества структуры шва, включая гладкие облицовочные валики
  • декоративное формирование слоёв нивелирует низкую квалификацию сварщика
  • прочностные характеристики соединения на уровне лидеров рутиловой категории
  • приемлемая цена

Минусы:

  • критическая чувствительность к воздействию влаги — обязательна прокалка перед использованием, желательно хранение в термопеналах

1

Omnia 46 (KD 46) — идеальное зажигание



Технические характеристики:
  • Производитель: Lincoln Electric (США)
  • Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1 час, 100-120°С
  • Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
  • Технологические рекомендации — допускается сварка удлинённой дугой

Электроды производства всемирно известного американского концерна сварочного оборудования Lincoln Electric, который выпускает электроды с 1927 года. Электроды Omnia 46 с рутилово-целлюлозной обмазкой сертифицированы для сварки углеродистых и низколегированных сталей во всех пространственных положениях. Просты и удобны в обращении для новичков и опытных работников, применяются даже для работы на бюджетных инверторах. Характеризуются лёгкостью зажигания и стабильностью горения дуги, небольшим количеством искр и отсутствием залипаний. Шлаковые включения выводятся на поверхность и легко отделяются после окончания работы. Образуемые швы имеют высокие характеристики прочности и не склонны к образованию трещин, что позволяет использовать Onima 46 для стыковых соединений трубопроводов, работающих под давлением.

Плюсы:

  • прочностные характеристики и устойчивость шва по отношению к нагрузкам
  • для поддержания режимов и качественного соединения не требуется контроль за состоянием дуги
  • лёгкость зажигания и устойчивость горения дуги вне зависимости от оставшейся длины электрода
  • удобная работа даже с применением бюджетных моделей оборудования

Минусы:

  • необходимость прокалки
  • высокая цена

Лучшие электроды с основным покрытием

Марка электродов
Производитель (страна)
Режимы прокалкиКупить
УОНИ 13/55Tigarbo (Россия)обязательна, 1-2 часа, 350±25 СЦена
ЭА-400/10УСЭЗ (Россия)обязательна, 1 час, 120-150 СЦена
LB-52UKobelco (Япония)обязательна, 0,5-1 час, 300-350 СЦена

Основные разновидности покрытий предназначены для работы под воздействием постоянного тока. Характеризуются высоким качеством шва, используются для выполнения ответственных соединений, которые подвергаются различным способам неразрушающего контроля. При сгорании обмазки выделяется значительное количество углекислого газа, который обеспечивает защиту сварочной ванны от вредного влияния кислорода. Отрицательными сторонами являются сложность зажигания дуги и повышенная чувствительность к влаге.

3

УОНИ 13/55 — надёжность на пике популярности



Технические характеристики:
  • Производитель: Tigarbo (Россия)
  • Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1-2 часа, 350±25°С
  • Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
  • Технологические рекомендации — качество соединения прямо пропорционально поддержанию короткой дуги и детальной подготовке кромок

Основное назначение — сварка особо важных конструкций, которые изготовлены из сталей перлитного класса (углеродистых и низколегированных). Используются в случае необходимости придания шву высоких показателей пластичности и ударной вязкости. Возможно применение УОНИ 13/55 для сварки конструктивных элементов, эксплуатация которых сопряжена с воздействием пониженных температур и связанных с ними специфических климатических условий.

Отличительная особенность марки — устойчивость к растрескиванию металла шва в период кристаллизации и низкое содержание водорода, который выводится, вступая в реакцию с элементами обмазки электрода. При этом, значительное влияние на качество шва оказывает чистота свариваемых кромок. Для надёжного соединения необходима тщательная зачистка поверхностей с последующим обезжириванием. Отсутствие органических составляющих позволяет повысить температуру закалки, за счёт чего снижается чувствительность к отсыреванию.

Плюсы:

  • отсутствие вредных включений в металле шва
  • прочность и долговечность соединения
  • отсутствие склонности к старению металла шва
  • устойчивая защита сварочной ванны во время работы

Минусы:

  • необходимость тщательной подготовки кромок
  • трудный розжиг дуги
  • необходимость постоянного контроля за состоянием дуги и её длиной

2

ЭА-400/10У — оптимальный выбор для сварных соединений из нержавеющей стали



Технические характеристики:
  • Производитель: СЭЗ (Россия)
  • Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1 час, 120-150°С
  • Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,8 кг
  • Технологические рекомендации — используются в случаях, не требующих последующей термической обработки изделия

В обмазку этих электродов добавлено относительно небольшое количество рутила, благодаря чему металл соединения приобретает улучшенные технологические свойства. Материалы предназначены для сварных соединений особо ответственных конструкций (включая изделия атомной тематики) из коррозионностойких сталей, наиболее распространёнными из которых являются 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т. Включая изделия, которые работают в условиях агрессивного воздействия жидких и газообразных сред температурой до 350°С. Используются вне зависимости от ориентации шва в пространстве, обеспечивают стойкость соединения к образованию горячих трещин и возникновению межкристаллитной коррозии.

Плюсы:

  • удобство зажигания и поддержания горения дуги
  • оптимальное соотношение цены и качества
  • стойкость наплавленного металла к МК

Минусы:

  • необходимость прокалки и бережного хранения по отношению к влаге

1

LB-52U — лидеры в области формирования обратного валика



Технические характеристики:
  • Производитель: Kobelco (Япония)
  • Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 0,5-1 час, 300-350°С
  • Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
  • Технологические рекомендации — не требуют предварительного подогрева свариваемых кромок и последующей термообработки, для корректной работы необходимо поддержание короткой дуги

Японцы славятся производственными достижениями во всех отраслях промышленности. Не стало исключением и сварочное производство. Электроды LB-52U, разработанные и производимые японской компанией Kobelco, изготавливаются с пониженным содержанием водорода, за счёт чего соединение наделяется высокими показателями ударной вязкости. Отдельного внимания заслуживает аккуратное и правильное формирование обратного валика, что делает марку незаменимой для выполнения односторонних сварных соединений ответственных конструкций. Качественное заполнение корневого слоя позволяет избежать непроваров и гарантировать герметичность стыка, благодаря чему электроды LB-52U применяются для сваривания стыков ответственных трубопроводов, сосудов малого диаметра и других местах, в которых нет доступа для подварки с обратной стороны.

Плюсы:

  • отсутствие непроваров в корневых швах
  • высокие значения ударной вязкости наплавленного металла
  • обеспечение герметичности стыков
  • лёгкое поддержание дуги при любом направлении

Минусы:

  • значительная потеря качества при отсыревании

Сварочные материалы, как залог качественного соединения

На качество сварки влияет множество факторов. Квалификация исполнителя, модель оборудования, правильный подбор режимов и качество подготовки кромок. Но наибольшее влияние на свойства сварного соединения оказывает выбор сварочных материалов. В случае с РДС речь идёт об электродах, которые различаются по марке и производителю.

Заключение экспертов сайта toptopus.ru

В этом рейтинге мы постарались отобрать максимально приемлемые для российского рынка сварочные материалы для РДС. Главными критериями отбора были качество марки, надёжность производителя, технические характеристики, особенности использования и популярность среди сварщиков. Для корректности отображения цен в расчёт бралась стоимость изделий диаметром 3мм.


Рейтинг носит исключительно ознакомительный характер, а производители марок выбраны исходя из опыта практического применения и отзывов квалифицированных сварщиков. Все производители — рекомендуемые, приобретая электроды, внимательно ознакомьтесь с документацией продавца, а также информацией о производителе на пачке и маркировкой на стержнях.

Хорошие электроды для сварки - Строительный журнал Palitrabazar.ru

14 лучших сварочных электродов

Сварочные электроды различаются по множеству критериев, в частности – по материалу сердечника, назначению, толщине и виду покрытия.

Какие сварочные электроды лучше купить

Правильный выбор стержня зависит от технических характеристик инструмента, физических показателей металла и типа сварки.

Электроды разделяют на две группы:

Первые изготавливаются из сварочной проволоки и подходят для обработки цветных металлов малой и средней толщины, а также сталей и сплавов.

Основой для неплавящихся электродов служат вольфрам, графит или уголь. Такие стержни используются при аргонодуговой сварке, обработке алюминия, меди, магния, бронзы, титана. Зачастую при работе с неплавящимися электродами применяют не только аргон или гелий, но и азот или водород.

Важным критерием выбора является также диаметр электрода. От него зависит допустимая толщина обрабатываемого металла.

Для мелких бытовых нужд будет достаточно стержней диаметром до 2,5 мм, позволяющих производить сварку элементов толщиной около 4 миллиметров.

В свою очередь на необходимый диаметр электрода и максимальную толщину металла влияет сила тока сварочного инструмента.

Аппараты для профессионального использования обладают значением этой характеристики не менее 200 А. Этого хватит для качественной сварки металла толщиной более 15 мм электродом диаметром от 5 мм.

Лучшие сварочные электроды с основным покрытием

Подобные стержни отличаются малой окислительной способностью, а получаемый сварочный шов — пониженным содержанием водорода, кислорода, примесей серы и фосфора. Поэтому он обладает хорошей стойкостью к образованию трещин.

Применяются подобные электроды для сварки закаливающихся, раскисленных сталей и многослойных конструкций.

Какие электроды для сварки инвертором лучше?

Сварка – процесс интересный и занимательный. Этому обучаются годами, а за время практики осваивают новые методы и технологии. Понять, что же такое сварка и как управляться со сварочным аппаратом можно и дистанционно, если к этому есть склонность и желание. Самые основные «ингредиенты» для соединения двух металлических деталей при помощи инвертора – это сварочный ток и электрод. Вот на этих понятиях мы остановимся подробнее, так как начинающий сварщик легко может запутаться в огромном ассортименте электродов, представленных производителями.

Что представляет собой электрод и для чего нужно покрытие

Электрод – это тонкая металлическая проволока, а покрытие его – это напыление специальным составом. При нагревании металл прутка плавится, а вместе с ним и его покрытие, которое образует вокруг сварочной ванны защитный купол, препятствующий контакту с кислородом. Также этот состав покрывает тонкой пленкой сварочный шов, который служит длительное время, не подвергаясь коррозии. Электород можно сравнить с карандашом, где грифель – это сердечник, упакованный в обмазку, то есть деревянную основу.

На что обратить внимание при покупке электрода?

При начале работ внимательно осмотрите электрод. На нем не должно быть мест без покрытия. Если пользоваться бракованным изделием, то ровного шва вы не добьетесь. На торце электрода покрытие должно быть одинаковой величины со всех сторон. Только в этом случае сварочная дуга будет размещаться по центру. Если с какой-то стороны обмазки больше, то при горении дуги, вы обнаружите ее смещение. Для профессионалов это не играет особой роли, а новичок может сильно разочароваться.

Влажные электроды разжигают дугу очень трудно. Поэтому стоит позаботиться о надлежащем хранении. Специалисты советуют прокалить электроды в духовке и запаковать в герметичный пакет с добавлением нескольких мешочков с солью. Соль забирает на себя излишнюю влагу, и работать с просушенными электродами значительно легче.

Не стоит изначально приобретать влажныепрутки, особенно подвластны впитыванию влаги универсальные обмазки, но если случилось так, что электроды требуется подсушить, то прочтите инструкцию, где указаны время и температура сушки. Сразу предупредим, что после просушки качество сварки упадет. Храните электроды в хорошо вентилируемом месте и не допускайте работы во влажном помещении или во время дождливой погоды.

Типы обмазок и для чего применяются

Существует около двухсот торговых марок покрытий, и только сто из них подходят для ручной сварки. Производители делают четыре типа покрытий:

Первые два вида применяются только для работы на постоянном токе. Они обеспечивают надежный и мягкий стык, способный выдерживать удары.

Два последних покрытия работают с переменным и постоянным током. Но кислая обмазка очень ядовита, поэтому следует иметь дополнительную мощную вытяжку. Основной компонент рутиловых покрытий — это двуокись титана. Они имеют цвет от зеленоватого до синего. Идеально разжигают дугу и работают на низких токах. При сварке не разбрызгивает металлические капли, но готовый шов придется очищать от шлака при помощи специального молотка.

Какие электроды подходят для сварочных работ инвертором

Состав проволоки должен быть из того же металла, который вы собираетесь сваривать. Если рабочий материал сделан из нержавейки, то и сердечник тоже должен быть из нержавеющей стали, причем для железоуглеродистых сплавов и жаростойких тоже существуют аналогичные электроды. Для работы в домашних условиях хорошо подойдут такие марки электродов, как УОНИ13/55, МР3, АНО21, ОК63.34. Эти марки признаны лучшими для сварочных работ на инверторном типе сварки. Они обеспечивают качественный сварочный шов и идеально подойдут для людей без большого практического опыта. Рассмотрим эти марки более подробно и опишем все характеристики работы с ними, а также достоинства и недостатки. Вот небольшой рейтинг популярных марок.

УОНИ13/55

Это универсальные покрытия, часто применяющиеся в сварке углеродосодержащих и низколегированных сплавов. Используется для соединения несущих конструкций. Швы получаются стойкими к ударам и отлично переносят перепады температур. Недостаток этого покрытия в том, что необходимо тщательно подготовить поверхность. Малейшее попадание жира, пыли или других посторонних частиц приведут к пористости шва. Применяется только с работой на постоянном токе, нужно следить за полярностью, подключив плюс на электрод, сваривать короткой дугой.

Это идеальные покрытия для начинающих. Рекомендуем начинать именно с них. Они легко плавятся, даже если мощность вашего инверторного аппарата мала (к примеру, модели для дома и дачи). Обеспечивают полную защиту сварной ванны и дают контроль над ее состоянием. Работают с аппаратами на постоянном и переменном токе, а с инверторами на обратной полярности. Ими можно производить разные швы, а вот с вертикальными швами не так просто. Требования к зачистке поверхности не такие принципиальные, как у предыдущего вида, они могут скрепить даже грязные детали. Сварка происходит двух-трех миллиметровой дугой. Дуга стабильна и многие новички без труда справятся со сваркой этими электродами.

АНО21

Эти рутиловые электроды также популярны, но используются для сварки углеродосодержащих металлов не сильно большой толщины. Сварочная дуга разжигается просто даже при повторном возникновении. Электроды требуется просушить перед работой при температуре 120 градусов в течении 40 минут. Работать можно с токами любой полярности. Вид готового шва с небольшими волнами, а шлак легко счищается. Применяются для сварки водопроводов и газопроводов.

ОК63.34

Этот вид предназначен для работы с нержавеющими металлами, но вполне подойдет и для конструкционных сплавов. При сварке с постоянным и переменным токами не важна полярность. Шлак отбивается легко, а шов выглядит с небольшим рельефом. Сваривает вертикальные стыки до 6-8 мм. Широко применяется для сварки внахлест и для многопроходных швов.

Размер электрода

Здесь все очень просто. Диаметр электрода зависит от толщины свариваемого металла. Он должен соответствовать его размеру. Если вы варите металл с толщиной три миллиметра, то берите электрод тройку, если 4 мм, то четверку. Но начинать нужно с оптимального размера, что соответствует значению в 3 мм. Это ходовой размер и работать с ним проще и удобней. По мере повышения вашей квалификации переходите на больший диаметр.

Полярность тока, плюс или минус

На упаковке электродов всегда указано, от какой полярности необходимо проводить работы. При обратной полярности электрод подключается к плюсу, а к детали подсоединяют клемму с минусом. При прямой полярности наоборот, минус к электроду, плюс к металлу. В чем разница между этими подключениями? Отличие в движении электронов. По законам физики поток электронов стремится от минуса к плюсу. Соответственно, там, где плюс происходит сильнее нагрев. Таким образом, изменяя подключение полярности тока, можно контролировать нагрев той части, которая необходима при режиме сварки.

К примеру, вам необходимо сварить металл толщиной 2 мм и электродом 3 мм. В этом случае плюс нужно подать на электрод, чтобы он нагрелся больше, так как если плюс поставить на деталь, то случится прожог материала, поэтому лучше работать с обратной полярностью. Или вам необходимо соединить металл с толщиной в 7 мм этим же электродом. Здесь лучше использовать прямую полярность и подать плюс на металл, который лучше прогреется и шов получится крепким.

Как выставить силу тока

Традиционный выбор сварочного тока вычисляется по размеру электрода. Один миллиметр диаметра соответствует 20-30 ампер тока. Еще один показатель – тип шва, какой он должен быть – прерывистый или сплошной. В первом варианте ток должен быть ниже, во втором выше. Но это очень усредненные показатели, от которых можно отталкиваться только на начальном этапе сварки. Со временем, вы сможете безошибочно выставлять параметры тока.

Для диаметра электрода в 3 мм сварочный ток должен равняться 60-90 Ампер. Но инвертор работает в режиме от 30 до 140 Ампер. Для безотрывного шва, ток выставляется в пределах 90-120А, для прерывистого – 70-90А. Но опять же, все относительно. Еще есть такие показатели, как скорость движения, марки покрытия, растекание металла, тип шва. Для горизонтальных и вертикальных стыков мощность уменьшают, для потолочных — вообще на минимуме.

Поэтому советуем начинать со стандартов, а в процессе работы выставлять удобный для вас режим. Методом проб и ошибок у вас выстроится соотношение регулировки сварочного тока и скорости ведения электрода. Ориентируйтесь на сварную ванну – она должна рассказать о режиме выбранных параметров больше, чем слова.

Популярные электроды для сварки

Вопросы, касающиеся качества расходных материалов для сварки, чаще всего задают новички. Какие электроды для сварки самые лучшие? Какие электроды больше подходят для сварки труб и инвертором? Поэтому в данной статье будут перечислены самые популярные электроды для сварки, которыми пользуются опытные сварщики.

Для начинающих сварщиков, которые только осваивают азы электросварки, наиболее предпочтительно использовать в работе рутиловые электроды. Опытным мастерам своего дела, электродное покрытие не играет важной роли. Также, новичкам следует знать, что электроды бывают для постоянного и переменного тока.

Какие электроды самые хорошие для новичков

Варить электродами с рутиловым покрытием несколько проще, поэтому именно они чаще всего пользуются большой популярностью среди новичков.

К самым популярным маркам рутиловых электродов, относятся:

  • Электроды АНО-4;
  • Электроды UTP 65D;
  • Электроды МР-3;
  • Электроды ОК 46.

Все вышеперечисленные марки электродов имеют лёгкий розжиг и стабильное горение сварочной дуги. При сварке образуется небольшое количество шлака, и нет сильного разбрызгивания металла. Сварочный шов получается ровным и с небольшим количеством дефектов.

Электроды для бытовой сварки

С появлением лёгких и мобильных сварочных инверторов, электросварка пошла в массы и стала легкодоступной для бытового использования. Для сварки в домашних условиях наибольшее предпочтение отдаётся электродам АНО, которые хорошо ладят практически с любыми видами сварочных инверторов.

Также для бытовой сварки неплохо себя зарекомендовали электроды МР-3. Данная марка электродов отличается своей универсальностью и простотой в использовании. Варить электродами МР-3 можно даже плохо очищенный от ржавчины металл.

А вот электроды УОНИ — достаточно «капризные» и к работе с ними нужно привыкнуть. Сварка данными электродами лучше всего даётся опытным сварщикам, ну а качество полученного шва, как всегда на высоте.

Электроды для сварки нержавейки

Из нержавейки делается огромное количество всевозможных изделий. Что-то со временем из этого приходится ремонтировать посредством сварки. По этой причине задаётся много вопросов о том, какими электродами можно варить нержавейку.

Вот самые популярные электроды для сварки нержавейки:

Использовать обычные электроды для сварки нержавеющей стали крайне не рекомендуется, поскольку такое сварочное соединение поржавеет через время.

Электроды для сварки труб

Сварка труб — наиболее сложный технологический процесс, качество которого зависит от опыта сварщика и хороших электродов.

Для сварки труб наибольшей популярностью пользуются следующие марки электродов:

Хорошие отзывы получили и электроды LB-52U, которые используются для сварки газопроводов под давлением и ответственных резервуаров из стали.

Какими электродами можно варить чугун

Наибольшие трудности возникают при сварке чугуна. Мало того, что чугун можно варить не любыми электродами, так ещё и электроды по чугуну должны соответствовать определённому виду данного металла. Чугун бывает высокопрочным, серым и ковким.

Ниже, на сайте mmasvarka.ru представлены самые популярные электроды для сварки чугуна в домашних условиях:

Все вышеперечисленные электроды, предназначены для сварки чугунных изделий. Данные марки электродов зарекомендовали себя с положительной стороны и пользуются особой популярностью у опытных сварщиков.

Лучшие электроды для сварки

Сейчас в магазинах представлен широкий выбор электродов для сварки. Все они отличаются характеристиками, качеством и, конечно, ценой. Порой продавец в магазине предлагает на его взгляд хорошие электроды для сварки, а на деле оказывается, что их качество не устраивает вас в работе. Начинающим сварщикам непросто разобраться в таком разнообразии, поэтому многие приобретают наиболее бюджетные комплектующие, что не всегда является верным решением.

Мы проанализировали отзывы профессиональных мастеров и составили рейтинг электродов, которые сделают сварочный процесс качественнее и эффективнее. Здесь мы расскажем, какие хорошие электроды для сварки стоит выбрать новичку и какие сварочные электроды лучше для выполнения широко спектра задач.

Популярные производители

Электроды самого разного качества производят во всем мире: начиная от России и Китая, заканчивая Америкой и Германией. Зарубежные стержни, как правило, стоят дороже отечественных, но многие сварщики считают, что наша продукция не так плоха, как принято говорить.

Приобретая, скажем, американские электроды вы можете быть уверены в их качестве и хорошем результате работы, но за это нужно платить вдвое больше. И в то же время, приобретая российские электроды вы получаете более низкую цену, но вместе с ней и менее строгий контроль качества на производстве. Электроды какой страны лучше остальных — это давняя тема для спора.

Мы не будем утверждать, что отечественные электроды однозначно хуже, предоставим вам этот выбор. Мы лишь расскажем о лучших электродах, которые нам удалось испробовать. Итак, какие электроды мы рекомендуем к покупке? Судя по отзывам и нашему опыту самые лучшие электроды для сварки производят торговые марки ESAB, Kobelco, Ресанта, УОНИ и Lincoln Electric. Какие-то производители специализируются на изготовлении электродов одного типа, а какие-то производят стержни и с основным, и с рутиловым покрытием.

Сварочные электроды с основным покрытием

УОНИ 13/55

Начнем с модели 13/55 от компании УОНИ. Эти электроды используются для сварки с постоянным током. Мы рекомендуем их для сварки сложных металлических конструкций с повышенными требованиями к качеству сварных швов. Отличительная особенность данной модели — обмазка, выделяющая углекислый газ при горении. Благодаря этому сварочная зона всегда защищена от негативного воздействия атмосферы. Такие электроды стоит недорого, но продаются большими упаковками по 3 кг. Они есть практически в любом специализированном магазине.

Но у такой обмазки есть и отрицательная сторона. Начинающим сварщикам часто довольно трудно зажечь этот электрод, особенно повторно. Чтобы решить эту проблему можно зачистить конец электрода после использования, удалив расплавившуюся обмазку, но это требует дополнительного времени.

Kobelco LB-52U

Это японские электроды высочайшего качества и высочайшей цены Стоимость за один килограмм существенно выше, чем у остальных электродов, представленных в нашей статье. К тому же, электроды продаются в больших упаковках по 5 килограмм, что в конечном итоге обходится еще дороже.

Такая высокая цена обуславливается превосходным качеством как самих электродов, так и получаемых сварных швов. Они идеально подойдут для сварки низколегированных сталей, и часто используются для качественной сварки магистральных систем трубопровода. Швы получаются надежными и долговечными, производитель гарантирует высокие показатели прочности (до 600 Ньютон на квадратный миллиметр).

У всех электродов с основным покрытием есть недостаток: их использование может быть затруднительно, если электроды некоторое время лежали на открытом воздухе. Мы рекомендуем прокалить стержни в печи при небольшой температуре (достаточно 250-300 градусов по Цельсию). Таким простым способом можно удалить излишки влаги из электрода, работа упростится, а качество шва станет заметно лучше. Здесь также лучше использовать постоянный ток, но это лишь рекомендация производителя, от которой при желании можно отклониться. Работа с переменным током требует больше опыта.

Эти электроды для ручной дуговой сварки изготавливаются в России и являются отличным выбором, если вы ищете недорогие и относительно качественные стержни. Мы рекомендуем использовать их для сварки деталей с высоким содержанием никеля. Стержни ОЗЛ-8 можно использовать при сварке высоконагруженных узлов и особо прочных конструкций.

Основной недостаток — необходимость использовать только постоянный ток. При этом дуга должна быть максимально короткой. Только в этом случае сварные соединения будут прочными и устойчивыми к коррозии.

Также после сварки образуется шлак, новичку будет сложно удалить его быстро, но с опытом эта процедура будет занимать у вас не больше минуты. Учтите, что швы не рекомендуется охлаждать, иначе может начаться процесс кристаллизации, что приведет к снижению прочности шва. Швы сами остывают и не растрескиваются. Как и другие стержни с основным покрытием электроды ОЗЛ-3 нужно просушить в печи перед использованием. Из-за этого электрод сложнее разжечь, но это в любом случае необходимый навык, так что не пренебрегайте прокаливанием.

Сварочные электроды с рутиловым покрытием

Lincoln Electric Omnia 46

Компания Lincoln Electric в целом считается одним из лучших производителей электродов в мире. У Lincoln Electric вековой опыт, они были одними из первых, кто выпустил электрод с обмазкой. В штате компании ведущие инженеры Америки, разрабатывающие особые составы для электродов и строго соблюдающие качество на каждом этапе производства. Модель Omnia 46 вышла несколько лет назад и сразу завоевала множество положительных отзывов от профессиональных мастеров. Эта модель стабильно входит в рейтинг лучших электродов.

Вы наверняка сейчас задумались о стоимости таких электродов. Она вас приятно удивит! Несмотря на великолепное качество эта модель из средней ценовой категории и не сильно увеличит себестоимость сварочных работ. В наших магазинах продают большие упаковки по 4-6 килограмм каждая, но одна упаковка все равно стоит недорого.

Модель Omnia 46 особенно популярна среди начинающих сварщиков, поскольку ее можно легко разжечь даже на бюджетном сварочном оборудовании, имея базовые навыки сварки. Кроме того, эти электроды почти нечувствительны к длине дуги и почти не искрятся, что дает им еще одно преимущество. Можно без проблем сварить металл, пораженный коррозией, при этом прочность шва останется высокой. Некоторые умельцы варят этими стержнями трубы, хотя мы не рекомендуем использовать их в таких целях.

ESAB-SVEL OK 46.00

Многие ошибочно полагают, что это сугубо шведский бренд и все электроды производятся в Европе. Это не совсем так. Заводы компании ESAB расположены в России, но продукция изготавливается под контролем специалистов из Швеции и с соблюдением европейским норм качества. У такого подхода есть несколько преимуществ: вы получаете качественный продукт, при этом его цена значительно ниже, чем если бы электроды производились в Европе и транспортировались в Россию.

Это один из лучших выборов по соотношению цены и качества. Сырые электроды все равно горят, подходят для любого сварочного инвертора и разжигаются за секунды даже в руках начинающего сварщика. В работе допускается использование и постоянного, и переменного тока, что не может не радовать.

У этих электродов сплошные преимущества: при их использовании поверхность детали не нуждается в защите, сами стержни не подвержены негативному влиянию влаги и грязи, практически не подвержены коррозии. Также не нужно сильно разогревать аппарат, если электрод остыл, достаточно 80 градусов по Цельсию.

Ресанта МР-3

Это без преувеличения самые распространенные электроды в странах СНГ. О бренде «Ресанта» слышали даже люди, далекие от сварки, не говоря о профессионалах своего дела. Их изделия завоевали большую популярность за счет приемлемого качества при доступной цене и распространенности. Такие электроды можно найти в любом городе.

Единственный минус модели МР-3 — невозможность использования отсыревших электродов. Если изделия долгое время находились без упаковки, прокалите их в печи при температуре до 160 градусов по Цельсию. Эта процедура займет не больше часа. Также мы не рекомендуем использовать данную модель при сварке высокоуглеродистых сталей, лучше выберите одного из претендентов в разделе «сварочные электроды с основным покрытием».

В остальном же Ресанта МР-3 почти не отличается от других стержней с рутиловым покрытием. Электрод можно легко разжечь, дугу можно без проблем вести практически в любом направлении, нет нужды беспокоиться о возможной коррозии или подготовке поверхности металла для сварки. Даже если металл загрязнен и после сварки образуется шлак, его можно легко удалить.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, какие хорошие электроды для сварки стоит приобрести. При выборе комплектующих ориентируйтесь на качество электродов, а не на их цену. Не стоит полагаться на самую низкую или самую высокую стоимость, ищите золотую середину. Порой бюджетные электроды отечественных производителей практически не отличаются от зарубежных аналогов за большую цену. Особенно, если вы начинающий сварщик и еще не совсем понимаете, чем отличаются качественные электроды от некачественных. Купите сразу несколько электродов и протестируйте со своим аппаратом. Ведь то, что хорошо для нас, может вам не подойти по многим причинам. Желаем удачи!

Лучшие электроды для инверторной сварки

При покупке сварочного инвертора сразу возникает вопрос какие электроды для него выбрать, а лучше чтоб они были самые лучшие. Для этого я пишу для тех кто находится в поиске таких электродов. И так для начала давайте определимся для каких целей мы будем использовать наш инвертор.

Например я использую в быту и не варю не чугун не нержавейку, а так же не свариваю разнородные стали. Если для быта я бы посоветовал выбрать электроды диаметров четыре три и два миллиметра. Большего диаметра не советую покупать так как они довольно редко используются в быту.

Среди лучших можно отметить электроды уони, а так же мр-3с. Почему то я использую электроды мр-3с так как они мне больше по душе и так же для меня они самые лучшие так как являются универсальными. Так же стоит обратить внимание на производителя сварочных электродов.

Например я беру для повседневных дел электроды диаметров три и четыре марки мр-3с от производителя ЛЭЗ расшифровывается это как Лосиноостровский электродный завод. Для многих сварщиков эти электроды стали любимыми. В общем я сделал свой выбор. Да и еще что хочется сказать о электродах в целом это то что нужно правильно их хранить иначе при высокой влажности покрытие потеряет свои функции. И тогда вы можете подумать что данные электроды не очень хороши и не являются лучшими для вашего инвертора.

Многие электроды перед сваркой ответственных сталей нужно прокаливать и это доставляет некоторые неудобства, но внимание есть для этого термопенал. Хоть и термопенал не прокаливает электроды за то может вытеснить излишнею влагу.

Вот какой набор сварщика должен быть чтоб более удобно работать. Сам инвертор желательно не большой с малым потребление и высокой отдачей сварочного тока. Если аппарат маленький то желательно иметь специальную сумку которая вешается на плечо и становится тем самым производить сварку в трудно доступных местах.

Электродница и щетка по металлу очень важный элемент. Многие предпочитают вытаскивать электроды прямо из коробки что иногда не очень удобно. Электродницу можно подвесить рядом с местом где вы производите сварку. А так же в ней находится и щетка по металлу и молоток для отбивание шлака (секач) после сварки. В общем думаю я здесь понятно написал о тех электродах которые лучше всего выбрать для инвентарного сварочного аппарата.

Где покупать электроды конечно вам лучше знать, но лучше брать в специализированных магазинах так как часто встречаются случаи не правильного хранения. Если покупать на рынке можно открыть пачку электродов и прямо перед продавцом посмотреть количество влаги потрогав пальцами, а так же посмотреть равномерно ли нанесено покрытие электродов.

Бывает так что покрытие нанесено не правильно с одной стороны много, а с другой практически его нет. Если с таким покрытием варить вы увидите что электрод плохо зажигается и начинает так сказать козырять. И многие при этом начинают грешить на то что электроды впитали очень много влаги хотя это совсем не так. Если электроды впитали много влаги покрытие начинает разрушаться. Не стоит хранить сварочные электроды годами это не принесет вам лучших результатов. Ведь всегда можно купить новые и не так свежо выпущенные. Думаю моих рекомендаций вам достаточно. Ну а если у вас есть вопросы вы всегда их можете все задать через контактную форму расположенную в разделе вопрос ответ.


Лучшие электроды для сварки - Все о сварке

Сейчас в магазинах представлен широкий выбор электродов для сварки. Все они отличаются характеристиками, качеством и, конечно, ценой. Порой продавец в магазине предлагает на его взгляд хорошие электроды для сварки, а на деле оказывается, что их качество не устраивает вас в работе. Начинающим сварщикам непросто разобраться в таком разнообразии, поэтому многие приобретают наиболее бюджетные комплектующие, что не всегда является верным решением.

Мы проанализировали отзывы профессиональных мастеров и составили рейтинг электродов, которые сделают сварочный процесс качественнее и эффективнее. Здесь мы расскажем, какие хорошие электроды для сварки стоит выбрать новичку и какие сварочные электроды лучше для выполнения широко спектра задач.

Содержание статьи

  • Популярные производители
  • Сварочные электроды с основным покрытием
    • УОНИ 13/55
    • Kobelco LB-52U
    • ОЗЛ-8
  • Сварочные электроды с рутиловым покрытием
    • Lincoln Electric Omnia 46
    • ESAB-SVEL OK 46.00
    • Ресанта МР-3
  • Вместо заключения

Популярные производители

Электроды самого разного качества производят во всем мире: начиная от России и Китая, заканчивая Америкой и Германией. Зарубежные стержни, как правило, стоят дороже отечественных, но многие сварщики считают, что наша продукция не так плоха, как принято говорить.

Приобретая, скажем, американские электроды вы можете быть уверены в их качестве и хорошем результате работы, но за это нужно платить вдвое больше. И в то же время, приобретая российские электроды вы получаете более низкую цену, но вместе с ней и менее строгий контроль качества на производстве. Электроды какой страны лучше остальных — это давняя тема для спора.

Мы не будем утверждать, что отечественные электроды однозначно хуже, предоставим вам этот выбор. Мы лишь расскажем о лучших электродах, которые нам удалось испробовать. Итак, какие электроды мы рекомендуем к покупке? Судя по отзывам и нашему опыту самые лучшие электроды для сварки производят торговые марки ESAB, Kobelco, Ресанта, УОНИ и Lincoln Electric. Какие-то производители специализируются на изготовлении электродов одного типа, а какие-то производят стержни и с основным, и с рутиловым покрытием.

Сварочные электроды с основным покрытием

УОНИ 13/55

Начнем с модели 13/55 от компании УОНИ. Эти электроды используются для сварки с постоянным током. Мы рекомендуем их для сварки сложных металлических конструкций с повышенными требованиями к качеству сварных швов. Отличительная особенность данной модели — обмазка, выделяющая углекислый газ при горении. Благодаря этому сварочная зона всегда защищена от негативного воздействия атмосферы. Такие электроды стоит недорого, но продаются большими упаковками по 3 кг. Они есть практически в любом специализированном магазине.

Но у такой обмазки есть и отрицательная сторона. Начинающим сварщикам часто довольно трудно зажечь этот электрод, особенно повторно. Чтобы решить эту проблему можно зачистить конец электрода после использования, удалив расплавившуюся обмазку, но это требует дополнительного времени.

Kobelco LB-52U

Это японские электроды высочайшего качества и высочайшей цены 🙂 Стоимость за один килограмм существенно выше, чем у остальных электродов, представленных в нашей статье. К тому же, электроды продаются в больших упаковках по 5 килограмм, что в конечном итоге обходится еще дороже.

Такая высокая цена обуславливается превосходным качеством как самих электродов, так и получаемых сварных швов. Они идеально подойдут для сварки низколегированных сталей, и часто используются для качественной сварки магистральных систем трубопровода. Швы получаются надежными и долговечными, производитель гарантирует высокие показатели прочности (до 600 Ньютон на квадратный миллиметр).

У всех электродов с основным покрытием есть недостаток: их использование может быть затруднительно, если электроды некоторое время лежали на открытом воздухе. Мы рекомендуем прокалить стержни в печи при небольшой температуре (достаточно 250-300 градусов по Цельсию). Таким простым способом можно удалить излишки влаги из электрода, работа упростится, а качество шва станет заметно лучше. Здесь также лучше использовать постоянный ток, но это лишь рекомендация производителя, от которой при желании можно отклониться. Работа с переменным током требует больше опыта.

ОЗЛ-8

Эти электроды для ручной дуговой сварки изготавливаются в России и являются отличным выбором, если вы ищете недорогие и относительно качественные стержни. Мы рекомендуем использовать их для сварки деталей с высоким содержанием никеля. Стержни ОЗЛ-8 можно использовать при сварке высоконагруженных узлов и особо прочных конструкций.

Основной недостаток — необходимость использовать только постоянный ток. При этом дуга должна быть максимально короткой. Только в этом случае сварные соединения будут прочными и устойчивыми к коррозии.

Также после сварки образуется шлак, новичку будет сложно удалить его быстро, но с опытом эта процедура будет занимать у вас не больше минуты. Учтите, что швы не рекомендуется охлаждать, иначе может начаться процесс кристаллизации, что приведет к снижению прочности шва. Швы сами остывают и не растрескиваются. Как и другие стержни с основным покрытием электроды ОЗЛ-3 нужно просушить в печи перед использованием. Из-за этого электрод сложнее разжечь, но это в любом случае необходимый навык, так что не пренебрегайте прокаливанием.

Сварочные электроды с рутиловым покрытием

Lincoln Electric Omnia 46

Компания Lincoln Electric в целом считается одним из лучших производителей электродов в мире. У Lincoln Electric вековой опыт, они были одними из первых, кто выпустил электрод с обмазкой. В штате компании ведущие инженеры Америки, разрабатывающие особые составы для электродов и строго соблюдающие качество на каждом этапе производства. Модель Omnia 46 вышла несколько лет назад и сразу завоевала множество положительных отзывов от профессиональных мастеров. Эта модель стабильно входит в рейтинг лучших электродов.

Вы наверняка сейчас задумались о стоимости таких электродов. Она вас приятно удивит! Несмотря на великолепное качество эта модель из средней ценовой категории и не сильно увеличит себестоимость сварочных работ. В наших магазинах продают большие упаковки по 4-6 килограмм каждая, но одна упаковка все равно стоит недорого.

Модель Omnia 46 особенно популярна среди начинающих сварщиков, поскольку ее можно легко разжечь даже на бюджетном сварочном оборудовании, имея базовые навыки сварки. Кроме того, эти электроды почти нечувствительны к длине дуги и почти не искрятся, что дает им еще одно преимущество. Можно без проблем сварить металл, пораженный коррозией, при этом прочность шва останется высокой. Некоторые умельцы варят этими стержнями трубы, хотя мы не рекомендуем использовать их в таких целях.

ESAB-SVEL OK 46.00

Многие ошибочно полагают, что это сугубо шведский бренд и все электроды производятся в Европе. Это не совсем так. Заводы компании ESAB расположены в России, но продукция изготавливается под контролем специалистов из Швеции и с соблюдением европейским норм качества. У такого подхода есть несколько преимуществ: вы получаете качественный продукт, при этом его цена значительно ниже, чем если бы электроды производились в Европе и транспортировались в Россию.

Это один из лучших выборов по соотношению цены и качества. Сырые электроды все равно горят, подходят для любого сварочного инвертора и разжигаются за секунды даже в руках начинающего сварщика. В работе допускается использование и постоянного, и переменного тока, что не может не радовать.

У этих электродов сплошные преимущества: при их использовании поверхность детали не нуждается в защите, сами стержни не подвержены негативному влиянию влаги и грязи, практически не подвержены коррозии. Также не нужно сильно разогревать аппарат, если электрод остыл, достаточно 80 градусов по Цельсию.

Ресанта МР-3

Это без преувеличения самые распространенные электроды в странах СНГ. О бренде “Ресанта” слышали даже люди, далекие от сварки, не говоря о профессионалах своего дела. Их изделия завоевали большую популярность за счет приемлемого качества при доступной цене и распространенности. Такие электроды можно найти в любом городе.

Единственный минус модели МР-3 — невозможность использования отсыревших электродов. Если изделия долгое время находились без упаковки, прокалите их в печи при температуре до 160 градусов по Цельсию. Эта процедура займет не больше часа. Также мы не рекомендуем использовать данную модель при сварке высокоуглеродистых сталей, лучше выберите одного из претендентов в разделе «сварочные электроды с основным покрытием».

В остальном же Ресанта МР-3 почти не отличается от других стержней с рутиловым покрытием. Электрод можно легко разжечь, дугу можно без проблем вести практически в любом направлении, нет нужды беспокоиться о возможной коррозии или подготовке поверхности металла для сварки. Даже если металл загрязнен и после сварки образуется шлак, его можно легко удалить.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, какие хорошие электроды для сварки стоит приобрести. При выборе комплектующих ориентируйтесь на качество электродов, а не на их цену. Не стоит полагаться на самую низкую или самую высокую стоимость, ищите золотую середину. Порой бюджетные электроды отечественных производителей практически не отличаются от зарубежных аналогов за большую цену. Особенно, если вы начинающий сварщик и еще не совсем понимаете, чем отличаются качественные электроды от некачественных. Купите сразу несколько электродов и протестируйте со своим аппаратом. Ведь то, что хорошо для нас, может вам не подойти по многим причинам. Желаем удачи!

 

Электроды для нержавейки ОК 61.30, назначение и преимущества, аналоги.

ОК 61.30 - марка высококачественных сварочных электродов для нержавейки (высоколегированной коррозинностойкой стали) производства ESAB.

Электрод ОК 61.30 применяется при ручной дуговой  сварке различных трубопроводов, а также других особо ответственных изделий из коррозионностойких хромоникелевых сталей марок 03Х18Н10, 08Х18Н10Т, AISI 304L, 321, 347 и др., эксплуатирующихся при высоких температурах. Электроды отличаются легким зажиганием, хорошим формированием шва и хорошей самоотделяемостью шлака. Они обеспечивают отличную стойкость против межристаллитной коррозии. Маркировка электродов по нержавейке компании ESAB - ОК означает инициалы основателя концерна Оскара Челльберга.  Электроды ОК-61.30 имеют рутилово-кислое покрытие, позволяющее сваривать как постоянным, так и переменным током в любом положении. Данный вид покрытия обеспечивает более легкое первичное и повторное зажигание дуги. Оно обычно не требует прокалки. В этом секрет успеха ОК 61.30 - они самые популярные электроды у сварщиков, когда выполняется сварка пищевой нержавейки. При сравнении с другими покрытиями, рутиловое покрытие снижает вероятность образования трещин, что делает сварочный шов более качественным. Электроды имею низкую токсичность.

Стандартная упаковка электродов ОК 61.30 - герметичный пластиковый пенал.

Электроды ОК 61.30 в упаковке Vac Pac (1/2 VP, 1/4 VP)

Упаковка VacPac - это специально разработанная малая вакуумная упаковка электродов. Вес упаковки рассчитан таким образом, чтобы ее полностью использовать в течение одной рабочей смены сварщика и таким образом не прибегать к прокалке электродов. Кроме того, в этой упаковке электроды могут храниться в течение 3-х лет. 

Есть ли альтернатива - аналоги электродов ОК 61.30 и оправдан ли их выбор?

Выбор оправдан, если Вы готовы заплатить на 30-50% больше за всемирно известный бренд ESAB. Если хотите купить подешевле, то есть другие варианты:

Аналоги ОК 61.30 в нашем каталоге:

Электроды KISWEL KST-308L (KISWEL, Южная Корея) ф2,0мм; ф2,6мм; ф3,2мм; ф4,0мм. Рутиловое покрытие, характеристики аналогичные OK 61.30, герметичный пластиковый пенал.

Электроды AG E308L-16 (SUPERON, Индия) ф2,0мм; ф2,6мм; ф3,2мм; ф4,0мм. Рутиловое покрытие, характеристики аналогичны OK 61.30, вакуумная упаковка 2кг.

Электроды ОЗЛ-8 (Россия) - ф3мм; ф4мм. Основное покрытие, сварка только на постоянном токе, повторное зажигание электрода несколько труднее, но характеристики такие же. Стандартная картонная упаковка в п/э плёнке, 5кг.

Купить электроды по нержавейке можно в нашей компании ООО «СЕВЭКО-СТ», со склада в Санкт-Петербурге. При необходимости мы доставляем электроды по России с помощью транспортных компаний.

Также рекомендуем: сварочный кабель и комплекты кабелей сварочных.

Какие бывают сварочные электроды по чугуну?

Наряду со сталью чугун является основным конструкционным материалом. Однако в силу своего физико-химического состава он имеет массу особенностей, которые следует учитывать при сварке. Кроме того, типов чугуна несколько, что также необходимо брать во внимание при выборе сварочных расходников. Какие же бывают сварочные электроды по чугуну? Для начала рассмотрим специфические свойства.

Содержание

1. Особенности чугуна

2. Лучшие электроды по чугуну

3. Холодная сварка чугуна

4. Горячая сварка чугуна

5. Основные марки электродов по чугуну

Наряду со сталью чугун является основным конструкционным материалом. Однако в силу своего физико-химического состава он имеет массу особенностей, которые следует учитывать при сварке. Кроме того, типов чугуна несколько, что также необходимо брать во внимание при выборе сварочных расходников. Какие же бывают сварочные электроды по чугуну? Для начала рассмотрим специфические свойства.

Особенности чугуна

В отличие от стали чугун содержит в себе значительное количество углерода — от 2 до 6%, при этом СО2 находится в нем в свободном состоянии — в виде графита. Это обуславливает его уникальные характеристики — он чрезвычайно тверд, но при этом хрупок, обладает низкой пластичностью и вязкостью. Эти свойства сказываются при обработке и сварке металла. При неправильно выбранных параметрах, материалах и технике сварки существуют следующие риски:

  • из-за наличия графита в металле могут образовываться трещины;
  • углерод выгорает, что приводит к образованию пор в сварном шве;
  • образуются тугоплавкие окислы, у которых температура плавления выше, чем у чугуна.

Кроме того, затруднения при сварке может вызвать и такое его свойство, как высокая жидкотекучесть, препятствующая образованию качественного шва.

Быстрое охлаждение серого чугуна после температуры нагрева более 750°С ведет к превращению графита в карбид железа — цементит. Сам чугун превращается из серого в белый. Такой чугун сварке не подлежит.

Лучшие электроды по чугуну

Указанные особенности требуют выбора специальных марок электродов. Они должны обеспечивать одинаковую концентрацию СО2 в основном и присадочном металле и их одинаковое время остывания. В состав электродов по чугуну часто входит медь (медно-никелевые, медно железные электроды), однако они могут быть и стальными, ферро-никелевыми или никелевыми. Тип покрытия стержня — основной, реже кислый. В ряду наиболее популярных марок, которые используются для сварки по чугуну, — МНЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЧ-2, ОК 92.18, ОЗЖН-1. Часть из них универсальна по назначению, позволяет работать со всеми типами чугунов (кроме указанного выше белого), часть имеет более узкую специализацию (об этом — ниже).

Марка электродов Тип чугуна Направление сварки Тип сварки Свойства
МНЧ-2
  • в нижнем
  • вертикальном снизу вверх
  • полупотолочном положениях
  • холодная
  • заварка дефектов литья
  • наплавка деталей
Предпочтительны для заварки первого слоя в соединениях, от которых требуется высокая плотность швов и чистота поверхности после обработки
ЦЧ-4
  • серый
  • ковкий 
  • высокопрочный
в нижнем положении
  • холодная и  горячая сварка
  • для поврежденных деталей
  • заварки дефектов
Для конструкций из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и серого чугуна с пластинчатым графитом, а также их сочетаний со сталью.
ОЗЧ-6
  • в нижнем
  • вертикальном снизу вверх
  • холодная сварка
Для ручной дуговой сварки и наплавки тонкостенных деталей.
ОЗЧ-4
  • серый
  • высокопрочный
  • в нижнем
  • вертикальном снизу вверх
  • теплая сварка (часовая прокалка при температуре 250…280 °С)
Предпочтительны при сварке последних слоев, обеспечивая металлу шва высокую сопротивляемость истиранию и ударную вязкость.
ОЗЧ-2
  • в нижнем
  • вертикальном снизу вверх
холодная сварка Для сварки, наплавка и заварка дефектов литья при восстановлении чугунных изделий.
ОЗЖН-1
  • серый
  • высокопрочный
  • в нижнем
  • вертикальном снизу вверх
холодная сварка Данная марка часто используется при заварке крупных дефектов литья и многослойной, с большими объемами металла, наплавке.
OK 92.18
  • серый
  • ковкий
  • высокопрочный
все положения горячая сварка Хорошо зарекомендовали себя при ремонте изделий из нетолстых деталей (заварка повреждений и дефектов в коробках передач, корпусах насосов, блоках двигателей и т. д.).

Холодная сварка чугуна

Холодная сварка - это сварка чугуна без предварительного подогрева деталей.

Для холодного метода сварки тебуются специальные электроды. Сюда относят такие марки, как МНЧ-2 (хорошо сваривают детали в ответственных конструкциях) ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 (особенно эффективны при работе с тонкостенными изделиями), ЦЧ-4, а также ОЗЖН-1 (устранение серьезных дефектов).

Горячая сварка чугуна

Горячая сварка - это сварка, при которой требуется предварительная прокалка чугуна.

Собственно «горячим» методом называется тот, при котором металл нагревается до температуры +500... + 600 °С, «полугорячим» - температура достигает +300 +400 °С, «теплым» - +200 °С. Наиболее часто для этого используются универсальные электроды марки ЦЧ-4, а также OK 92.18 («теплый» способ) и ОМЧ-1. Также в этом случае применяются электродные прутки марок УОНИИ, АНО, угольные и другие электроды.

Основные марки электродов по чугуну

МНЧ-2

Универсальные никелемедные электроды, позволяющие работать с любыми видами чугуна — ковким, серым и высокопрочным. Изделия этой марки специально разработаны для того, чтобы сварку можно было выполнять без предварительного прокаливания. Сердечник из монель-металла (большая часть — никель, 28,5% медь, также присутствуют железо и марганец) имеет специальное покрытие. Основное назначение: холодная сварка, наплавка, заварка дефектов литья. Сварка возможна в любых пространственных положениях кроме потолочного и сверху вниз, производится при постоянном токе обратной полярности. Помимо универсальности применения в ряду преимуществ:

  • отсутствие в необходимости прокалки — незначительный подогрев требуется только при работе с толстыми изделиями;
  • легкий поджиг, стабильное горение дуги, высокая скорость расплавления при сравнительно низкой температуре, легкое отделение шлаковой корки;
  • отличное качество получаемого шва по прочности, пластичности, стойкости к коррозии;
  • цветовая идентичность основного и наплавляемого металла;
  • низкая твердость шва, благодаря чему при эксплуатации конструкции риски образования трещин в районе соединения минимальны.

Данная марка электродов по чугуну для электродуговой сварки повсеместно применяется при ремонте изношенных деталей в шестернях, насосах, редукторах, экскаваторных ковшах и других узлах и механизмах. Аналоги марки МНЧ-2 по международной классификации — электроды типа ENiCu-B.

Важно. Если осуществляется многослойная наплавка, валик необходимо постепенно охлаждать до температуры 60 °С и проковывать легкими ударами молотка. Таким образом снижается внутреннее напряжение в структуре металла и снижаются риски появления в околошовной зоне трещин. Длина самого сварочного валика — от 30 до 50 мм.

ОЗЧ-4

По своим свойствам эти электроды с основным покрытием практически так же универсальны, как и марка МНЧ-2 — с ними можно выполнять сварку чугунов любого вида. Электроды позволяют получить шов повышенной износостойкости (что важно, если эксплуатация изделия предусматривает постоянное трение металла о металл), а также высокую технологичность при обработке резанием и высокую стойкость к ударным нагрузкам. Для сварки и наплавки используется ток обратной полярности. Возможное пространственное положение — нижнее и вертикальное. При технологии сварки следует соблюдать требования, предъявляемые и к изделиям марки МНЧ-2 (охлаждение и легкая проковка валика), однако в отличие о МНЧ-2 в данном случае необходима предварительная часовая прокалка при температуре 250…280 °С.

Важно. Наиболее эффективно электроды ОЗЧ-4 проявляют себя при сварке последних слоев, обеспечивая металлу шва высокую сопротивляемость истиранию и ударную вязкость.

ЦЧ-4

Электроды с основным покрытием, предназначенные как для горячей, так и для холодной сварки ковкого, высокопрочного, серого чугунов. Основное назначение — заварка дефектного литья, наплавка при ремонте чугунных деталей. Также это — электроды по чугуну и нержавейке, они позволяют качественно сваривать два этих сплава с разной структурой. Нередко для получения более эфективного результата применяются только для наплавки первых слоев, после чего она выполняется другими, специальными электродами.

ОЗЧ-2

Это медные электроды для сварки чугуна (медный сердечник) с кислым покрытием. Имеют ограниченную сферу использования — применяются для работы только с ковким (мягким и вязким) и серым чугуном. Спектр работ — холодная сварка, а также наплавка и заварка дефектов литья при восстановлении чугунных изделий. Длина валика, которыми рекомендуется выполнять сварку, - небольшая, в диапазоне 30... 50 мм. Полученный валик необходимо охладить до 60 °С и далее проковать несильными ударами молотка. Перед сваркой электрод следует прокалить в течение часа при температуре 190-210 градусов. Сварка допустима в нижнем и вертикальном положениях постоянным током обратной полярности.

ОЗЖН-1

 

Сфера использования — исключительно холодная сварка. Используется постоянных ток обратной полярности. Типы свариваемых чугунов — высокопрочный и серый. Перед сваркой необходима часовая прокалка электрода при температуре 350°С. Как и в случае с другими марками по чугуну, валик следует проковать легкими ударами молотка для снятия внутреннего напряжения в металле шва. Данная марка часто используется при заварке крупных дефектов литья и многослойной, с большими объемами металла, наплавке. В последнем случае эти электроды необходимо комбинировать с МНЧ-2 или ОЗЧ-3 (ими наплавляются первый и промежуточные слои).

OK 92.18

Новое название этих электродов - OK Ni-Cl. Имеют основное покрытие с высоким содержанием графита. Предназначены для сварки с минимальным подогревом. Работают и на постоянном, и на переменном (при этом пониженных) токах. Хорошо зарекомендовали себя при ремонте изделий из нетолстых деталей (заварка повреждений и дефектов в коробках передач, корпусах насосов, блоках двигателей и т. д.). Отвечая на вопрос, какие подходят электроды для сварки чугуна и стали, отметим, что наряду с ЦЧ-4 подходят и эти.

Сколько стоят электроды по чугуну

Основные факторы, определяющие стоимость этого расходного материала, — бренд и страна-производитель, тип электродов, их марка и состав покрытия. Традиционно более дорогими считаются качественные европейские и американские аналоги — например, продукция таких известных брендов, как ASPIK или UTP. Отличные потребительские свойства при работе с чугуном демонстрирует электрод UTP 86 FN немецкого производства и также немецкая продукция марки Capilla. Российские аналоги стоят дешевле, при этом качество современной отечественной продукции находится на высоком уровне.

Где можно купить электроды по чугуну

Покупать такую продукцию стоит только у известных производителей и проверенных поставщиков – это гарантия высокого заводского качества и репутация бренда. Именно такое высокое качество имеют электроды по чугуну, производителем которых является одно из старейших в России профильных предприятий – Магнитогорский электродный завод.

На нашем сайте вы можете купить продукцию по цене производителя. В зависимости от марки материал отлично подойдет как для сварки, так и для восстановительной наплавки. Изделия имеют сертификаты ГОСТ Р и санитарно-эпидемиологической экспертизы.

 

Электроды для чугуна

Проводящие полимерные тату-электроды в клинической электро- и магнитоэнцефалографии

Оценка импеданса принципа работы TTE

В ЭЭГ оценка контактного импеданса используется в качестве точки отсчета для характеристики электрода до записи. Как правило, начало высокого импеданса при использовании стандартных гелевых электродов Ag / AgCl приводит к низкому SNR 38 . Чтобы исследовать интерфейс TTE / кожа, мы разрабатываем модель, основанную на оценках импеданса, и сравниваем их с результатами, полученными с помощью электродов Ag / AgCl медицинского класса (рис.1д, е). Разработаны две аналитические модели: одна для влажных электродов Ag / AgCl и одна для сухих TTE (рис. 1f). В обоих случаях скин-компонент представлен традиционной моделью Коула 39 (правая часть модели), резистором (Rs), включенным параллельно элементу постоянной фазы (CPE), последовательно с другим резистором ( R ). ). Rs и CPE моделируют роговой слой (SC), самый внешний слой эпидермиса, который играет важную роль в импедансе кожи 40 .Rs представляет проводимость SC, в то время как CPE воплощает емкость SC. CPE описывает конденсатор с неоднородной поверхностью с импедансом Z CPE = 1/ Y 0 () α 41 , где Y 0 - проводимость ( S), j - мнимая единица, ω - угловая частота электрического сигнала, а α - безразмерная постоянная в диапазоне от 0 до 1; когда α = 1, CPE - идеальный конденсатор. R - это удельное сопротивление эпидермальной ткани под SC, и это единственный элемент, который одинаков для влажных и сухих электродов. R имеет фиксированное значение 100 Ом согласно документации 42 . В отношении импеданса контакта с кожей приняты две разные модели (левая часть модели). Электрод Ag / AgCl описывается современной моделью: параллельная сеть из конденсатора ( C dl ) и резистора ( R e ), за которым следует резистор ( R g). ) в серии 43 .Cdl представляет собой конденсатор с двойным слоем на границе раздела металл / ионный гель, а R e представляет собой перенос заряда из-за фарадеевского тока на той же границе раздела. R g - удельное сопротивление геля. Традиционные сухие электроды обычно создают влажную поверхность раздела с кожей из-за потоотделения в течение нескольких часов 14 . Таким образом, их поведение описывает поведение влажного электрода, где слой пота заменяет функцию геля.Однако импеданс TTE соответствует емкостной тенденции, и мы не наблюдаем образования пота с течением времени. Это подтверждается отсутствием изменения формы импеданса, подобного таковому у влажных электродов, как это происходит у сухих электродов. Действительно, в отличие от традиционных сухих электродов, TTE полностью адаптируются и точно повторяют рельеф поверхности кожи 22 . Чтобы учесть эти различия, мы разрабатываем специальную модель («Тату-модель» на рис. 1f). Описание импеданса TTE основано на гипотезе, согласно которой такие электроды преобразуют сигнал как конденсатор ( C sc ), имея первый слой SC в качестве диэлектрика 44 .SC состоит из слоистой структуры ороговевших клеток, окруженных их внеклеточным матриксом, и имеет толщину несколько мкм 45 . За емкостным элементом следует последовательно включенный резистор ( R c ), представляющий удельное сопротивление электрода и соединения. Два спектра импеданса (рис. 1e) показывают аналогичное типичное поведение, при этом модуль импеданса уменьшается с увеличением частоты. Однако заметная разница наблюдается в низкочастотном диапазоне ( f <10 Гц), наиболее интересном для низкочастотного содержания сигналов ЭЭГ, с Z = 2.8 × 10 5 для Ag / AgCl электрода и Z = 1,6 × 10 6 TTE при 10 Гц. Эта разница в основном связана с увлажнением кожи. Проводимость СК действительно изменяется с содержанием воды 46 . Согласно этому расчетное значение R s для модели Ag / AgCl-электрода составляет 1,32 МОм · см 2 , а для TTE - 16,7 МОм · см 2 . Также CPE демонстрируют ту же тенденцию, при этом главную роль играет гидратация кожи 47,48 . Здесь расчетная псевдоемкость сухого TTE равна 5.В 4 раза ниже, чем у Ag / AgCl электрода (15 нФ см 2 для TTE и 81 нФ см 2 для Ag / AgCl электрода), и полностью согласуется с ранее опубликованными данными (20–60 нФ см 2 ) 46 . Примечательно, что TTE взаимодействуют с кожей совершенно иначе, чем влажные и сухие электроды. Независимо от их импедансных характеристик, такие ультратонкие электроды обеспечивают высококачественную передачу сигнала биопотенциалов, доступных через кожу.Это утверждение подтверждается электрофизиологическими записями и их анализом (то есть SNR), представленными в следующем разделе.

Записи альфа-волн

Запись четко определенной электрофизиологической активности служит важным подтверждением функции TTE. Активность мозга изменяется, когда субъект переходит из состояния бдительности в состояние расслабления. В этом случае альфа-волны, наиболее изученный ритм мозга, исходят в основном от затылочной доли. Альфа-волны появляются в диапазоне частот 8–12 Гц с типичной амплитудой 50 мкВ (от пика до пика) 2 .Такую спонтанную мозговую активность выявляют TTE (рис. 2) из ​​производной Cz – Oz, идентифицированной по международной системе 10–20 (рис. 2a). На частотно-временном графике (рис. 2b) альфа-ритмы сосредоточены около 10 Гц в течение одной минуты расслабления с закрытыми глазами. Обычно они исчезают, когда участник открывает глаза. В интервале 60–70 с мы можем заметить, что альфа-активность исчезает за несколько секунд до явного запроса на открытие глаз (на 75 с, рис. 2b, c).Это обеспечило значимое подтверждение электрофизиологической природы выполненных записей. Амплитуда сигналов ЭЭГ показана в увеличенном масштабе с временного интервала от 55 до 85 с на рис. 2в. Средняя размах амплитуды альфа-волн, усредненная за 1 с записи, составляла 25 ± 14 мкВ.

Рис. 2: Запись электроэнцефалографии с TTE на черепе человека.

a Схематическое изображение расположения электродов на голове по международной системе 10–20 с выделенным отводом Cz – Oz, принятым для регистрации спонтанной активности мозга. b График частотно-временной зависимости с видимой альфа-активностью на частоте 10 Гц. Альфа-волны на мгновение исчезли на 10 секунд, поскольку субъект слышал окружающий шум, все еще находясь в расслабляющей фазе. На 75-й секунде участника прямо просили открыть глаза (обозначенные вертикальной белой пунктирной линией). c График амплитуда-время около 75 с. Запись ЭЭГ показывает колебания альфа-волн от 55 до 60 с и от 71 до 75 с, что соответствует состоянию бодрствования.

Сравнение записей с медицинскими электродами Ag / AgCl также исследуется среди производных T7-Oz.На рис. 3а, б показаны частотно-временные графики альфа-волн, записанных татуированными и медицинскими электродами. Спектральная плотность мощности (PSD) извлекается для количественной оценки распределения мощности сигнала в диапазоне частот 3–40 Гц (рис. 3c). Максимальная амплитуда пикового сигнала, около 40 дБ, для обоих типов электродов находится на уровне 10–11 Гц (типичная частота альфа-волн) и согласуется с результатами, полученными с другими гибкими и сухими электродами 49 . Примечательно, что как TTE, так и электроды Ag / AgCl способны улавливать медленные волны (0.5–4,5 Гц), запись которых очень сложна и которые имеют фундаментальное значение при изучении сна. Типичное поведение формы 1/ f можно наблюдать на обеих записях. Примерно на 20 Гц величина сигнала TTE значительно выше, чем у сигнала Ag / AgCl. Шум электроники 1/ f , известный как фликкер-шум и связанный с дефектами полупроводников 50 , можно считать одинаковым в обеих записях. Однако в ЭЭГ большое значение придается электрофизиологическому шуму 1/ f , известному также как нейронный шум.Этот сигнал имеет биологическое значение и поэтому требует тщательной обработки. Нейронный шум является результатом временной корреляции в активности нейронов 51 и может быть отнесен к различным физиологическим состояниям, таким как старение 52 . Более высокая величина в записях TTE предполагает, что эти электроды более чувствительны. Более высокий SNR обнаруживается с использованием TTE в записях вызванного потенциала, что обсуждается ниже и дополнительно подтверждает это утверждение.

Рис. 3: Сравнение характеристик записи между TTE и электродами Ag / AgCl.

a , b Частотно-временной график записей альфа-волн с видимой активностью 10 Гц, полученный с татуированными ( a ) и AgAgCl ( b ) электродами. c Наложенный PSD (дБ) во время записи альфа-волн от TTE - красный цвет, а электроды Ag / AgCl - синий. На вставке слева внизу показано размещение электродов с использованным отводом (Tz – Cz, светло-синим цветом для TTE, и sT7-sCz для электродов Ag / AgCl, светло-фиолетовым). d Изображение двух электродов в положении Cz на голове участника. e Слуховой вызванный потенциал, зарегистрированный как с помощью TTE (красный), так и с помощью электродов Ag / AgCl (синий), с N100 - компонент слухового вызванного потенциала.

Что касается возможной интеграции тату-электродов в клинические исследования, записи ЭЭГ также выполнялись на медицинском оборудовании в больничной палате. Никакие специальные устройства, такие как клетка Фарадея или компоненты согласования импеданса, не используются для подключения тату-электродов к записывающему устройству. TTE могут записывать четко определенные альфа-волны в течение 2-минутного сеанса с размахом от пика до пика 30–50 мкВ (см. Дополнительный рис.2). Сигнал сопоставим с сигналами, зарегистрированными стандартными электродами Ag / AgCl.

Записи вызванного слухового потенциала (AEP)

Записи вызванного потенциала представляют собой мощный инструмент для объективной оценки когнитивных состояний, таких как внимание, память и язык 53 . Вызванные потенциалы - это синхронизированные по времени события, ориентированные на задачу, вызванные внешним стимулом с амплитудой ниже 10 мкВ. Чтобы отличить такие слабые сигналы от обычной мозговой активности, стимул усредняется сотни раз (550 в нашем случае), что приводит к созданию четко определенного паттерна.На рисунке 3e показано сравнение AEP, вызванного вспышками коротких синусоидальных слуховых стимулов, полученных как с TTE, так и с Ag / AgCl от T7-Cz и sT7-sCz, соответственно. Оба типа электродов обнаруживают характерную форму волны неврологической реакции N100. Это происходит между 80 и 120 мс после стимула, и его амплитуда сильно зависит от времени нарастания начала стимула 54 . Затем мы вычисляем SNR, определяемый как отношение между максимальной размахом сигнала после подачи стимула и максимальной размахом шума до стимула.Более высокое отношение сигнал / шум, 4,07 (абсолютное значение), получено с TTE, по сравнению с 3,36 для электродов Ag / AgCl. Благодаря записи высокого качества сигнала, а также простоте размещения электродов и возможности длительной записи, TTE демонстрируют хороший потенциал для их дальнейшего использования в клинических исследованиях когнитивных функций мозга, долгосрочном нейромониторинге в домашних условиях и применении в BCI для людей с ограниченными возможностями.

Совместимость с МЭГ

Одновременные записи ЭЭГ / МЭГ необходимы при диагностике фокальной эпилепсии, когда локализация припадка необходима для определения клинической стратегии лечения 55 .Совместимость установки ЭЭГ с аппаратурой МЭГ является ключевой проблемой при клинической оценке мозга. Помимо использования усилителей с низким уровнем шума, использование ферромагнитных материалов, особенно электродов, запрещено во избежание образования магнитных артефактов. 56,57 . Среди металлов медь, даже если она диамагнитна в принципе, исключена, поскольку это естественно выращенный ферромагнитный оксид меди. Кроме того, громоздкая геометрия электродов ЭЭГ также является ограничивающим фактором 55 .Их вертикальные профили должны быть минимизированы, чтобы обеспечить эффективное соединение с датчиком MEG. Поэтому безметалловые ультратонкие датчики ЭЭГ очень привлекательны с точки зрения электромагнитной нейтральности и их физической компактности. С этой целью полностью полимерные татуировки предназначены для повышения совместимости электродов ЭЭГ с МЭГ. Затем они накладываются на голову участника, которая помещается под аппаратом МЭГ (рис. 4). Оценки МЭГ с сегментированным топографическим изображением мозговых волн, записанные с помощью TTE, показаны на рис.4а, б. Нейронная активность отчетливо видна на разных частотах без появления магнитного потока высокой плотности в непосредственной близости от электрода ЭЭГ. Записи ЭЭГ и МЭГ также выполняются одновременно в этом исследовании (рис. 4c). На обеих записях альфа-волны хорошо видны с точки Oz на ЭЭГ и с датчика МЭГ, расположенного в левой затылочной области. Из-за различных физических принципов каждой методологии две записи не представляют одинаковую топографию, и они считаются взаимодополняющими.Насколько нам известно, это первая демонстрация характеристик сухих органических электронных электродов в совместных оценках ЭЭГ / МЭГ.

Рис. 4: Совместимость TTE с магнитоэнцефалографией (МЭГ).

запись MEG с TTE на голове объекта, изображенная на карте головы. Сигнал представлен в пяти наиболее известных частотных окнах: Дельта (2–4 Гц), Тета (4–8 Гц), Альфа (8–12 Гц), Бета (12–30 Гц), Гамма (30–120 Гц). Гц). b Пример соединения датчиков МЭГ с головой человека. c Одновременная запись МЭГ и ЭЭГ с TTE. Справа схематическое изображение датчика MEG (правое заднее расположение) и TTE (расположение Oz), с которого получены два перекодированных сигнала. В обоих случаях присутствие альфа-волн появляется через 8 с.

Платформа фантома для оценки записей высокой плотности

Неинвазивная локализация внутримозговых электрических источников в головном мозге может быть выполнена с помощью записей HDEEG. Максимальное количество электродов, использующих стандартные медицинские электроды Ag / AgCl, обычно ограничивается 32, максимум 64, из-за возможных перекрестных помех между электродами 58 .Следовательно, записи на поверхности кожи головы не указывают прямо на расположение сработавших нейронов в головном мозге. Многие различные конфигурации источников действительно могут генерировать одинаковое распределение потенциалов и магнитных полей при распространении на поверхность кожи головы 59 . Существуют различные вычислительные методы, такие как визуализация источника ЭЭГ (ESI), для оценки местоположения инициированной нейронной активности 60 . Однако теоретические и экспериментальные исследования показали, что для правильного измерения электрического поля с поверхности головы взрослого человека требуется минимум 100 электродов. 61 .По этой причине разработка технологий, позволяющих увеличить количество регистрирующих электродов, будет фактическим улучшением локализации клинического источника. Чтобы продемонстрировать способность TTE распознавать источники сигнала, мы разработали фантомную установку, имитирующую интерфейс кожи и объединяющую блок регистрации стимуляции, используемый в качестве хорошо контролируемого испытательного стенда (рис. 5). Распространенной проблемой при тестировании любого устройства для мониторинга состояния здоровья, закрепленного на коже, является большое изменение импеданса между и внутри испытуемых (из-за естественных факторов, таких как пол, возраст, гидратация, стресс).Таким образом, использование контролируемой среды с заданным импедансом является ключевым элементом для определения характеристик электродов. Он также предлагает возможность комбинировать несколько требований, например, подавать определенный сигнал на исследуемые электроды через электрически резистивный интерфейс.

Рис. 5: Запись ЭЭГ высокой плотности с помощью фантомной экспериментальной установки.

a Входные сигналы от нижних стимулирующих электродов: прямоугольная волна 50 Гц отправляется на левую пару электродов (вверху), а прямоугольная волна 5 Гц отправляется на правую пару электродов (внизу). b Визуализация фантома с расположенными сверху записывающими электродами. Входные электроды, предназначенные для инициирования биполярных входов, вид снизу. Вид сверху фантома с электродами Ag / AgCl и TTE. c Записанные выходные сигналы фантома. Сверху: сигнал от левой пары TTE; сигнал от правой пары TTE; сигнал от электродов Ag / AgCl.

Поэтому мы искали установку фантома, которая могла бы максимально приблизить типичный импеданс кожи.Фантом состоит из геля агарозы, набухшего в физиологическом растворе. Его ионное содержание определяет фантомную проводимость, оптимизированную для соответствия типичному значению, наблюдаемому на коже головы, 0,34 См / м 62 . Сверху на гель можно размещать электроды разных типов, а стимуляцию запускать снизу. Блок стимуляции состоит из четырех электродов, дающих одновременно два типа разнесенных форм входного сигнала (рис. 5а): пик (левые электроды) и прямоугольный сигнал (правые электроды).На рисунке 5b схематично показана рабочая установка. Выходной сигнал регистрируется четырьмя TTE и двумя электродами Ag / AgCl, расположенными на верхней поверхности фантома. Межэлектродное расстояние между электродами Ag / AgCl составляет 33 мм, что соответствует конфигурации из 64 электродов на головке 63 . С другой стороны, TTE размещаются на расстоянии 20 мм от центра к центру, чтобы удвоить плотность электродов по сравнению с корпусом Ag / AgCl.

В наших экспериментах выходные сигналы получены в биполярном режиме от пары электродов Ag / AgCl и от двух пар TTE.Записанные сигналы (рис. 5c) показывают, что с двумя парами TTE можно идентифицировать входной источник, анализируя изменение амплитуды записанных сигналов. Действительно, ясно видно, как правая пара TTE (красный сигнал на рис. 5c), которая расположена рядом с источником пикового сигнала, может обнаруживать сигнал более высокой интенсивности. Амплитуда пика, записанного с помощью правых TTE, имеет тот же порядок величины, что и с Ag / AgCl (синий сигнал на рис. 5c). Пиковая амплитуда равна 7.6 мВ в левом TTE, 13,9 мВ в правом TTE и 25 мВ в электродах Ag / AgCl. Более высокая амплитуда в записях Ag / AgCl объясняется большим покрытием поверхности этими электродами, включая расположение всех четырех стимулирующих электродов под ними. Примечательно, что чувствительность к стимуляции прямоугольной волны левой пары TTEs хорошо заметна. Действительно, левая пара TTE (фиолетовый сигнал на рис. 5c), которая ближе к прямоугольному сигналу, показала более выраженный отклик на эту волну, когда она распространялась через RC-модуль фантома.Электроды Ag / AgCl не обеспечивают такой точности определения сигнала. Этот пример демонстрирует, что за счет увеличения плотности электродов можно достичь более высокого разрешения записи и выполнить более точную локализацию сигнала в биполярных записях.

Кроме того, записи униполярных сигналов с использованием той же фантомной платформы с той же конфигурацией электродов показаны на дополнительном рис. 3. Распознавание сигналов возможно при просмотре их амплитуды при записи с одним электродом.Зарегистрированные сигналы от двух TTE и электрода Ag / AgCl, обращенного к пиковой волне (квадратная волна 5 Гц) стимуляции, имеют амплитуду, равную 20 мВ для левого TTE (ближайшего к сигнальному электроду источника), 6,1 мВ для правого TTE. и 14 мВ для электрода Ag / AgCl. Таким образом, разница в амплитуде между записями двух соседних TTE составляет 13,9 мВ, что соответствует 70% сигнала. Конечно, в локализации физиологического источника сложность тела не допускает такой прямой зависимости, и требуются сложные методы для определения происхождения распространяющихся сигналов.Однако эти эксперименты показывают, что TTE являются технологией, позволяющей выполнять hdEEG, используемую для выполнения неинвазивной локализации источника поверхностной EEG.

Аспект физической формы TTE позволяет превосходить текущее количество электродов, используемых в клинической ЭЭГ, что позволяет определить локализацию источника нейрональной активности. Возможность более точного определения конкретных областей коры, ответственных за патологическую активность мозга, будет иметь большое значение при хирургической оценке пациентов с эпилепсией.

Факторы для выбора правого стержневого электрода

В то время как многие компании обратились к процессам сварки проволокой, чтобы ускорить производство и упростить обучение, сварка стержнем по-прежнему занимает видное место в отраслях промышленности - при монтаже металлоконструкций, строительстве трубопроводов, небольших производственных работах и ​​операциях по техническому обслуживанию / ремонту, и это лишь некоторые из них.

В некоторых случаях стержневые электроды, используемые в процессе, лучше соответствуют механическим и химическим свойствам материалов, используемых в данной области применения.В других ситуациях все зависит от спецификаций процедуры сварки или набора навыков имеющейся рабочей силы. Кроме того, поскольку процесс сварки штучной сваркой очень портативен (не требует внешнего защитного газа), это хороший выбор, когда мобильность является важным фактором.

В основе сварки штангой, как и любого другого процесса сварки, лежит присадочный металл. Штучные электроды доступны из различных сплавов, водородных обозначений и диаметров. Знание того, какой продукт подходит для данной области применения, является ключом к достижению стабильного качества сварных швов и избежанию простоев на доработку.

ОЦЕНКА ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА
Цель выбора стержневого электрода - определить, какой из них обеспечивает наилучшие свойства для данной области применения. Наплавленный металл шва должен максимально соответствовать свойствам основного материала и иметь примерно одинаковый состав и физические свойства. Для этого очень важно определить прочностные характеристики и химический состав основного материала, прежде чем делать выбор.

Брюс Моррет обсуждает присадочные металлы, включая трубчатую проволоку, сплошную проволоку и стержневые электроды, представленные на выставке FABTECH 2011 в Чикаго.Он также делится новостями об алюминиевых проводах MAXAL.

В некоторых случаях, особенно при обслуживании / ремонте, основной материал может быть неизвестен. Учтите следующие факторы, чтобы помочь с идентификацией. Во-первых, определите, является ли основной материал магнитным, что указывает на то, что это углеродистая или легированная сталь. Если основной металл немагнитен, то, скорее всего, это марганцевая сталь, аустенитная нержавеющая сталь серии 300 или сплав цветных металлов, например алюминий, латунь, медь или титан.

Затем, если основной материал неизвестен, может быть полезно использовать «сенсорный тест» шлифовальной машины, чтобы идентифицировать его. Больше вспышек в искрах, когда шлифовальная машина касается материала, указывает на более высокое содержание углерода, например, связанное со сталью класса A36.

Наконец, определите, «вгрызается» ли долото в основной металл или отскакивает от него. Долото вгрызается в более мягкий металл, такой как низкоуглеродистую сталь или алюминий, и отскакивает от более твердых металлов, таких как высокоуглеродистая сталь, хромомолибден или чугун.В совокупности эти тесты могут дать хорошее представление об используемом основном материале и помочь упростить выбор стержневого электрода.

СОГЛАСОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ НА РАЗРЫВ
Предотвращение растрескивания или других нарушений сплошности сварного шва имеет решающее значение в любом процессе сварки и может быть достигнуто путем надлежащего подбора прочности на разрыв основного материала и присадочного металла. Прочность стержневого электрода на растяжение можно определить по первым двум цифрам классификации Американского общества сварки (AWS), напечатанным на боковой стороне.

Например, число «60» на электроде AWS E6011 указывает на то, что присадочный металл образует сварной шов с минимальной прочностью на растяжение 60 000 фунтов на квадратный дюйм и, как следствие, будет хорошо работать со сталью с аналогичным пределом прочности.

СВАРНЫЙ ТОК
Некоторые стержневые электроды можно использовать только с источниками питания переменного или постоянного тока, в то время как другие электроды совместимы с обоими. Важно, чтобы стержневой электрод соответствовал доступному источнику питания, чтобы получить наилучшие результаты.
Чтобы определить правильный тип тока для конкретного стержневого электрода, обратитесь к четвертой цифре классификации AWS, которая представляет тип покрытия, совместимого с данным сварочным током.

Например, стержневой электрод, заканчивающийся на «0», имеет покрытие с высоким содержанием целлюлозы и натрия, что делает его совместимым для сварки DCEP (положительный электрод), тогда как электрод, заканчивающийся на «8», имеет покрытие из порошка калия и железа с низким содержанием водорода и может может использоваться для сварки DCEP, DCEN (отрицательный электрод) и сварки на переменном токе.См. Рисунок 1 в качестве дополнительной справочной информации о покрытиях стержневых электродов и сварочных токах.

Тип тока также влияет на профиль провара сварного шва. Например, DCEP-совместимый продукт, такой как стержневой электрод AWS E6010, обеспечивает глубокое проплавление и создает чрезвычайно плотную дугу. Он также обладает способностью «прокапывать» ржавчину, масло, краску и грязь.

И наоборот, DCEN-совместимый продукт, такой как стержневой электрод AW E6012, обеспечивает мягкое проплавление и хорошо работает при соединении двух стыков или сварке на более высоких скоростях.Это также хороший выбор для сильноточных угловых сварных швов, выполняемых в горизонтальном положении. Электроды, совместимые с переменным током, такие как AWS E6013, создают мягкую дугу со средним проваром и могут использоваться для сварки чистого нового листового металла.

ТОЛЩИНА И СОСТОЯНИЕ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА
Толщина или тонкость основного материала также будет влиять на процесс выбора стержневого электрода. Штучный электрод с максимальной пластичностью и низким содержанием водорода - особенно хороший выбор для предотвращения растрескивания на более толстых материалах основы.

Например, стержневые электроды с классификационными номерами AWS, оканчивающимися на 15, 16 или 18, обладают превосходными свойствами, способными выдерживать остаточное напряжение, которое может накапливаться в сварных швах на толстых участках.
Для тонких материалов важно выбрать стержневой электрод, создающий мягкую дугу. AWS E6013 - хороший выбор для предотвращения прожига или искажения. Штучные электроды меньшего диаметра также являются хорошим вариантом для сварки более тонких материалов, поскольку они обеспечивают неглубокий провар, чтобы предотвратить подобные проблемы.

Помимо выбора стержневого электрода на основе толщины или тонкости материала, важно оценить конструкцию соединения и подгонку. Например, при работе со стыком с плотной посадкой или стыком без фаски, стержневые электроды, обеспечивающие хорошее проникновение - продукт AWS E6010 или E6011 - являются лучшим выбором для обеспечения полного сплавления.

И хотя всегда рекомендуется удалять прокатную окалину, ржавчину, влагу, краску и жир с основного материала перед сваркой - чистые основные материалы помогают предотвратить пористость и увеличить скорость движения - если это невозможно, дуги, созданные AWS E6010 или E6011, прилипают электроды также способны прорезать такие загрязнения.
Штучный электрод, такой как AWS E6012, подходит для сварки материалов с широкими корневыми отверстиями, поскольку этот продукт создает вогнутую поверхность сварного шва, подходящую для перекрытия зазоров и выполнения швов с разделкой кромок.

ПОЛОЖЕНИЕ СВАРКИ
В идеале все сварные швы можно было бы выполнять в плоском положении сварки; это самый простой способ получить контроль над сварочной ванной и добиться наилучшего качества сварки. Однако, поскольку это нереально, очень важно выбрать стержневой электрод, который может адаптироваться к положению сварного шва.

Чтобы определить, для какой позиции (позиций) подходит конкретный электрод, обратитесь к третьей цифре в классификации AWS. Эти стержневые электроды с цифрой «1» можно использовать для сварки в плоском, горизонтальном, вертикальном и потолочном положениях. Те, у которых есть «2», могут использоваться только для плоской и горизонтальной сварки.

УЗНАЙТЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И УСЛОВИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ
Перед тем, как выбрать стержневой электрод, убедитесь, что вы оценили условия, в которых сварная деталь будет находиться в течение всего срока службы.Если он будет использоваться в условиях высоких или низких температур или подвергаться повторяющимся ударным нагрузкам, стержневой электрод с низким содержанием водорода и более высокой пластичностью может помочь снизить вероятность растрескивания сварного шва. Кроме того, обязательно проверяйте характеристики сварки при работе с критически важными объектами, такими как изготовление сосудов высокого давления или котлов.

В большинстве случаев эти технические требования к сварке требуют использования специальных типов стержневых электродов, которые могут выдерживать повышенные температуры в течение более длительных периодов времени и / или предотвращать коррозионную стойкость.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ МЫСЛИ О ПРИКЛЮЧАЮЩИХ ЭЛЕКТРОДАХ
Клещевой электрод, используемый в приложении, может существенно повлиять на качество окончательного шва. Вышеупомянутые факторы - хорошее начало для преодоления трудностей, связанных с выбором правильного стержневого электрода для конкретного применения.

Однако, учитывая широкий спектр доступных стержневых электродов, для одного применения может существовать несколько решений. Для получения дополнительной помощи при выборе стержневого электрода обратитесь к проверенному поставщику сварочных материалов или производителю присадочного металла.

границ | Протокол сравнения сухих и влажных электродов ЭЭГ во время сна

Введение

Польза сна для физического и психического здоровья очевидна. Однако спокойный ночной сон может быть трудным делом. Качество сна является критическим параметром для спокойного сна. Современные носимые технологии сна, такие как умные часы и наручные, наручные и повязки на голову, нацелены на оценку качества сна, предоставляя подробную информацию о макроструктуре сна, т.е.е., временная организация ночи по стадиям сна. Однако качество сна зависит как от макро-, так и от микроструктуры сна, причем последняя является идентификацией и количественной оценкой специфических для сна нейрофизиологических событий (Malinowska et al., 2006).

В то время как макроструктуру сна можно в ограниченной степени контролировать с помощью носимых устройств, основанных на движении, и отображать ее в виде гипнограммы в масштабе времени в часах, подробную информацию о макро- и микроструктуре можно получить только путем записи электроэнцефалограммы (ЭЭГ). спящего мозга.Следовательно, ЭЭГ является частью каждой научной и клинической оценки сна. Однако эта оценка обычно включает посещение лаборатории, использование стационарных усилителей, а также принуждение участников к засыпанию в незнакомой обстановке, что может привести к хорошо известному эффекту первой ночи (Toussaint et al., 1997). Этот эффект первой ночи вместе со значительной изменчивостью сна от ночи к ночи, даже в контролируемых условиях (Buckelmüller et al., 2006), ограничивает достоверность оценки за одну ночь в исследовательских или клинических условиях.

Следовательно, очень желательно записывать ЭЭГ во сне с помощью простого, удобного и недорогого мобильного устройства в условиях свободного проживания в течение длительных периодов времени. Сухие электроды могут составлять основной компонент такого устройства, поскольку они многоразовые, недорогие и способны устанавливать достаточный электрический контакт с кожей без необходимости нанесения геля для электродов. Однако использование альтернативных электродов для записи сна неочевидно, поскольку ограниченные возможности позиционирования и измененные контактные свойства могут повлиять на производные параметры сна, включая микро- и макроструктуру сна.Следовательно, при каждом введении электродов нового типа для мониторинга сна важно тестировать и характеризовать их для конкретного применения.

Важность оценки структуры сна

Несмотря на то, что общая макроструктура сна демонстрирует высокую изменчивость между ночами даже у одного и того же человека, можно утверждать, что ночь за ночью спящий мозг циклически проходит различные стадии сна повторяющимся образом. Если этот своеобразный режим сна становится ненормальным, это свидетельствует о различных неблагоприятных состояниях здоровья (Luyster et al., 2012), таких как ишемическая болезнь сердца (Ayas et al., 2003) или ожирение и сахарный диабет 2 типа (Tan et al., 2018).

ЭЭГ является основой для организации ночного сна, эпоха за эпохой, по различным стадиям сна (Iber et al., 2007). Сон обычно подразделяется на сон с быстрым движением глаз (REM) и сон с небыстрым движением глаз (NREM). NREM-сон далее подразделяется на стадии сна N1, N2 и N3, что отражает увеличение глубины сна, то есть N1 представляет легкий сон, а N3 - глубокий сон.Во время NREM-сна происходят отдельные события ЭЭГ с типичными частотами: медленные волны (0,5–4 Гц), К-комплексы (одиночные медленные волны) и веретена сна (10–16 Гц). Возникновение любого из них является признаком стадии сна N2. Медленные волны и сонные веретена продолжают возникать в стадии самого глубокого сна N3, где медленные волны с размахом от пика до пика не менее 75 мкВ доминируют по меньшей мере в 20% оцениваемой эпохи.

Медленные волны и веретена сна представляют особый интерес, поскольку они тесно связаны с консолидацией памяти (Rasch and Born, 2013) и восстановительными функциями (Vyazovskiy and Harris, 2013; Tononi and Cirelli, 2014).Некоторые характеристики их морфологии изменяются в зависимости от предшествующих когнитивных проблем во время бодрствования, т. Е. Амплитуда и наклон медленных волн увеличиваются, когда им предшествует определенный опыт обучения (Huber et al., 2004; Molle et al., 2004), и уменьшаются, когда кодирование информации было предотвращено (Huber et al., 2006). Кроме того, медленные волны являются основным биомаркером давления во сне, т. Е. Стремлением заснуть (Dijk et al., 1993; Borbély and Achermann, 1999). Вместе с веретенами сна они составляют важную часть микроструктуры сна.

Обычно макроструктура сна описывается гипнограммой, которая определяется путем оценки трех ЭЭГ (лобных, центральных и затылочных), двух ЭОГ и одного отведения ЭМГ подбородка. Однако один лобный электрод, привязанный только к контралатеральному сосцевидному отростку, может улавливать большую часть текущих нейрофизиологических событий во время сна, поскольку медленные волны наиболее выражены на лобных областях как у молодых, так и у пожилых людей (Landolt and Borbély, 2001), а также во время сна. веретена обычно находятся над лобно-центральными областями (Cox et al., 2017). Однако альфа-активность (спектральная мощность от 8 до 12 Гц), важный маркер начала стадии сна N1, наиболее выражена в затылочных электродах. Соответственно, когда оценка, основанная на одном фронтальном отведении ЭЭГ, сравнивается с оценкой трех отведений, согласие N2 и N3 высокое, тогда как согласие N1 ниже.

Тип электродов, используемых в переносных ЭЭГ-системах

Для получения высококачественной ЭЭГ с помощью носимого устройства существенным требованием является использование электродов с высокими рабочими характеристиками.Электроды должны обеспечивать хороший и постоянный электрический контакт с кожей и, следовательно, иметь низкое сопротивление. Контакт электрода с кожей может быть обеспечен либо путем добавления проводящего геля между электродом и кожей, либо путем использования проводящего материала с высокой контактной поверхностью, обеспечивающей электрический контакт.

Предварительно гелированные электроды ранее использовались в носимых ЭЭГ-системах для измерения ЭЭГ во время ночного сна с высоким качеством сигнала, но необходима замена после каждого измерения, что делает их неэкономичными в случае длительного использования.Следовательно, замена предварительно гелеобразных электродов многоразовыми сухими электродами в фиксированных положениях в интегрированном устройстве снизит затраты и повысит удобство использования переносных систем ЭЭГ.

измерения ЭЭГ могут быть выполнены с помощью различных типов многоразовых сухих электродов. Электроды игольчатого типа предназначены для доступа к коже головы через густые волосы, но, поскольку они не прикрепляются к коже напрямую, они обладают тем недостатком, что они подвержены сильным артефактам движения и могут менять положение в течение ночи (Li et al., 2016). Следовательно, они требуют высокого давления на кожу головы для обеспечения высокого качества сигнала, что вызывает дискомфорт и даже боль при длительном использовании (Gao et al., 2018). Электроды из щетины с более мягкими стержнями воспринимаются более удобными, но все же требуют высокого контактного давления, особенно после длительного использования без повторного покрытия (Grozea et al., 2011). В отличие от штыревых электродов, плоские электроды не вызывают боли или дискомфорта, поскольку они мягкие, гибкие и обеспечивают низкий контактный импеданс при высокой контактной поверхности.С другой стороны, из-за их большего размера они требуют очищенной или подготовленной кожи для обеспечения достаточного контакта с кожей. Это ограничивает их применение фронтальным (т. Е. На лбу) положением электродов.

Методы оценки электродов, используемых в носимых ЭЭГ-системах

Для оценки и анализа сна сухие электроды должны быть достаточно устойчивыми к артефактам, которые могут возникнуть во время сна (например, движение и потоотделение), и не создавать дополнительных помех.Кроме того, они должны обладать электрическими и физическими свойствами, которые позволяют регистрировать важные характеристики сна, такие как медленные волны и веретена. В общем, электроды ЭЭГ должны иметь низкое контактное сопротивление кожи, чтобы предотвратить ослабление сигнала и рассогласование импеданса, что является основной причиной неэффективного подавления синфазного сигнала, то есть способности дифференциального усилителя подавлять сигналы, общие для обоих электродов (Ferree et al. др., 2001). Спецификации электродов, особенно для носимых устройств, должны включать определенный уровень допуска к несовершенному размещению неопытными пользователями, которое может вызвать дополнительные артефакты.

Важность оценки качества данных носимых систем ЭЭГ была определена, но существует лишь несколько исследований, в которых изучается качество сигнала относительно электродов (Radüntz, 2018), а стандартизированная методология отсутствует (Casson, 2019). Предыдущая работа, в которой оценивалась пригодность электродов специально для сна, уделяла большое внимание сравнению макроструктуры полученных образцов сна. Например, характеристики, необходимые для оценки сна, оцениваются для тестирования новой матрицы сухих электродов вокруг уха (Sterr et al., 2018). Основной интерес представляют соглашение Бланд-Альтмана и корреляции Пирсона параметров макроструктуры, полученных после подсчета баллов, таких как продолжительность стадий сна. Кроме того, параметры сравниваются от эпохи к эпохе (Griessenberger et al., 2013; Sterr et al., 2018). В технико-экономическом обосновании установки электродов на основе татуировок для сна, четыре ночи были записаны в доме испытуемых, и сон оценивался экспертом для качественной оценки ЭЭГ и визуального определения того, является ли типичный режим сна (например,г., веретена и медленные волны) (Шустак и др., 2019). Вводя дополнительные количественные показатели, Ferster et al. (2019) сравнивают корреляцию среднеквадратичной мощности в дельта (0,5–4 Гц) и сигма (10–15 Гц) диапазонах во время медленного сна. В этом сравнении используются два отдельных портативных усилителя, разработанных для домашнего скрининга сна, эталонная система которых является клинически признанным устройством. Проблема использования двух полностью отдельных систем заключается в синхронизации времени между усилителями, которая приводит только к визуальному и качественному сравнению или большим окнам сравнения (Ferster et al., 2019). Чаще всего сравнительные исследования электродов основываются на одной системе усилителя, которая имеет общий опорный (и заземляющий) электрод любого типа, что позволяет проводить корреляционный анализ во временной области, но может вносить нежелательные искажения в противоположный канал (Casson, 2019). Последовательное тестирование различных конфигураций однотипных электродов невозможно при физиологическом мониторинге из-за сильной зависимости сигнала от времени. Даже в лабораторных исследованиях количественная оценка микроструктуры сна редко оценивается во время тестирования электродов.Кроме того, различия между различными системами ЭЭГ и электродами также могут быть сопоставлены с факторами, отличными от технологической изменчивости, такими как вариативность предмета и сеанса (Melnik et al., 2017). Следовательно, важно контролировать эти эффекты при сравнении электродов. Насколько нам известно, оценка качества электродов ЭЭГ вне контролируемых лабораторных условий и включающая подробный анализ микро- и макроструктуры сна, а также сравнение с электродом сравнения, еще не проводилась.Таким образом, не существует установленной методологии для объективной оценки и сравнения электродов для сна.

Наша цель состояла в том, чтобы разработать воспроизводимый протокол тестирования электродов, который позволил бы сравнить основные характеристики для характеристики макро- и микроструктуры сна и выявить различия и ограничения, возникающие при использовании в естественных условиях. В частности, мы оценили пригодность электродов для оценки ночного сна в домашних условиях.Кроме того, мы исследовали качество сигнала и чувствительность к артефактам, чтобы оценить, будут ли электроды достаточно надежными для неконтролируемой записи ЭЭГ во сне.

Материалы и методы

Мы разработали протокол испытаний, следуя реалистичной процедуре, в которой новые плоские сухие электроды сравнивают с уже известными электродами, предварительно гелеобразными. Это включало в себя проектирование установки усилителя, которая позволила бы одновременную регистрацию ЭЭГ сна с использованием двух типов электродов в естественных условиях, проведение сбора таких данных и разработку параметров анализа и оценки, которые включают соответствующие макро- и микроструктуру сна. метрики.

Электроды

Мы оценили эффективность нового поколения сухих плоских электродов (Dr) и самоклеящихся предварительно гелеобразных (Pg) электродов. Электроды Dryode TM (IDUN Technologies, CH, рис. 1B) представляют собой комбинацию проводящего текстиля и полимеров. Они состояли из трикотажной нейлоновой ткани, покрытой серебром, с площадью сенсора 18–20 мм 2 . Электроды Pg (Ambu ® Neuroline 720-00-S, Ambu A / S, DK, рис. 1A) были одноразовыми и продавались специально для ЭЭГ во сне.В них использовался сенсорный материал Ag / AgCl с площадью сенсора 18 мм 2 и площадью геля 95 мм 2 .

Рисунок 1. Проверенные электроды. ( A , слева) Предварительно гелированные электроды Ambu ® Neuroline 720 (Ambu A / S, DK) и электроды (B , справа) Dryode TM (IDUN Technologies, CH).

Конструкция электрода Dr оптимизирует адгезию к коже, что снижает шумовые артефакты (Stauffer et al., 2018).Мы сочли этот электрод особенно интересным для приложений мониторинга сна из-за импеданса контакта с кожей ниже 50 кОм⋅см 2 (Stauffer et al., 2018). Кроме того, изгибаемая конструкция позволяет прикреплять электроды к изогнутым участкам (например, сосцевидным отросткам) и проводить измерения в течение длительного времени с высоким комфортом и без раздражения кожи (Stauffer et al., 2018). Однако до настоящего времени эти электроды не были утверждены для использования в исследованиях ночного сна и поэтому представляли интерес для сравнения электродов.

Сбор данных

Эксперименты

Мы разработали наши эксперименты для сбора одновременных записей с электродов Dr и Pg в идентичных условиях во время ночного сна. Эксперименты были задуманы с учетом реалистичной домашней обстановки. Исследование было проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией и одобрено институциональным этическим комитетом (ETH EK 2017-N-67).

Два идентичных усилителя биосигнала MHSL-SleepBand (SB) с высококлассным 8-канальным 24-битным аналого-цифровым преобразователем (ADS1299, Texas Instruments Inc., США) были созданы для измерения ЭЭГ (Ferster et al., 2019). Каждый SB питался от литиевых аккумуляторов (2600 мАч, 3,63 В, 9,5 Втч). SB - это мобильная система мониторинга сна, которая обеспечивает записи ЭЭГ исследовательского качества и бортовую обработку в реальном времени, специально разработанную для исследования сна. Усилители были настроены с двумя различными конфигурациями электродов (SB Dr или SB Pg , рисунок 2). SB Dr (усилитель 1) был привязан и заземлен к электродам Dr (REF Dr и GND Dr ), тогда как SB Pg (усилитель 2) был привязан и заземлен к электродам Pg (REF Pg и GND Pg ).Оба усилителя регистрировали общий сигнал синхронизации 1 Гц. Для записи ЭЭГ электрод Dr помещался на правый лоб (соответствует Fp2, EEG Dr ), тогда как электрод Pg располагался на лбу слева (соответствует Fp1, EEG Pg ). Электроды сравнения (REF Dr и REF Pg ) были размещены на противоположной стороне, заземляющие электроды (GND Dr и GND Pg ) на ипсилатеральном сосцевидном отростке по отношению к соответствующему переднему электроду.Оба прибора одновременно измеряли ЭЭГ Dr и ЭЭГ Pg с помощью разветвителей. SB Dr измерил ЭЭГ Dr и EEG Pg , ссылаясь на REF Dr и заземленный на GND Dr , в результате чего были получены отведения ЭЭГ DrDr и EEG PgDr (нижний индекс отводов представляет тип используемого электрода для получения ЭЭГ с указанием типа электрода сравнения / заземления). SB Pg измерил ЭЭГ Dr и ЭЭГ Pg со ссылкой на REF Pg и заземлен на GND Pg , в результате чего были получены отведения EEG DrPg и EEG PgPg .Следовательно, EEG DrDr и EEG PgPg относятся к отведению ЭЭГ, полностью основанному на электродах Dr и Pg, соответственно. С помощью EEG DrPg и EEG PgDr мы разобрали ЭЭГ и электрод сравнения, что позволило изучить, является ли ЭЭГ или электрод сравнения ответственными за потенциально плохой сигнал. Мы сравнили ЭЭГ DrDr с ЭЭГ PgPg , поскольку ЭЭГ PgPg успешно использовалась для получения ЭЭГ ночного сна с использованием той же конфигурации SB-электродов и показала не меньшее преимущество по сравнению с сертифицированной системой (Ferster et al., 2019). Кроме того, SB Pg записал электроокулограмму (EOG PgPg ), а также левую и правую электромиограммы (LEMG PgPg и REMG PgPg ) отведений. В предлагаемом анализе сигналы ЭОГ и ЭМГ в дальнейшем не исследовались. Все каналы записывались с частотой дискретизации 250 Гц. Набор электродов Dr использовался повторно и протирался спиртовыми салфетками после каждой записи. Для каждой новой записи применялся новый комплект электродов Pg.

Рисунок 2. Настройка усилителя. Усилитель 1 (красный, SB Dr ) измеряет ЭЭГ DrDr и EEG PgDr при привязке (REF Dr ) и заземлении (GND Dr ) к электродам Dr. Усилитель 2 (синий, SB Pg ) измеряет EEG DrPg , EEG PgPg , EOG PgPg , LEMG PgPg и REMG PgPg , пока указан (REF Pg ) и заземлен (GND Pg ). ) к электродам Pg. Между двумя усилителями передается сигнал запуска для синхронизации выборки.

Участники

После письменного информированного согласия были записаны ночные ЭЭГ, ЭОГ и ЭМГ у пяти молодых здоровых участников (возрастной диапазон: 25,2–30,0 лет, 3 мужчин, 1 левша, 1 человек с обеих сторон) в их домах. Участники самостоятельно не сообщали об отсутствии проблем со здоровьем и сном, неврологических, психических или внутренних расстройств, кожных заболеваний, кожных аллергий или недавнего приема наркотиков. У всех участников был нормальный ИМТ (диапазон: 20,7–25,2) и обычное потребление кофеина 0–7 чашек кофе или энергетических напитков в день, а также 0–2 чашки черного чая, зеленого чая или лимонада с кофеином в день.Привычное время сна (диапазон рабочих дней: 23:00 - 01:00, выходные дни: 23:00 - 03:00) и продолжительность сна (диапазон рабочих дней: 6–8 часов, диапазон выходных: 7,5–10 часов) были собраны, чтобы рассчитать время эксперимента в соответствии с обычным временем отхода ко сну. За день до эксперимента мы попросили участников воздержаться от алкоголя и чрезмерного потребления кофеина и никотина, чтобы обеспечить нормальное состояние кожи, температуру тела и образование потоотделения в течение следующей ночи. Мы попросили участников ложиться спать в свое обычное время сна и избегать ночных занятий в ночь перед экспериментом.После того, как экспериментатор прикрепил электроды, качество сигнала и контактное сопротивление визуально проверялись в графическом интерфейсе пользователя. Несмотря на контролируемое прикрепление электрода, от одной записи пришлось отказаться из-за плохого прикрепления эталонного сухого электрода к сосцевидному отростку.

Анализ ЭЭГ

Мы провели углубленную оценку макро- и микроструктуры сна, записанную с электродов Dr и Pg. Мы провели следующие анализы, чтобы подтвердить возможность использования обоих электродов в исследованиях сна: (1) производительность при оценке сна, (2) визуальный осмотр обнаруженных артефактов, (3) способность обнаруживать важные характеристики сна, такие как медленные волны и шпиндели сна.Мы дополнительно исследовали частотную область, чтобы проверить, способны ли электроды измерять сигналы ЭЭГ сна и согласуются ли качество сигнала и спектральный отклик между электродами.

Предварительная обработка

Данные, собранные как с SB Dr , так и с SB Pg , были синхронизированы по времени с линейной интерполяцией с использованием обычно записываемых маркеров в начале и конце экспериментов и сигнала синхронизации 1 Гц. Биосигналы были преобразованы в мкВ, отфильтрованы с помощью режекторной фильтрации для удаления шума электросети 50 Гц, полосовой фильтрации до интересующей частоты и сегментированы на 20-секундные эпохи.Частоты среза для соответствующего полосового фильтра зависели от типа анализа и указаны ниже. Код MATLAB для фильтрации сообщается в дополнительном материале. Спектральная плотность мощности (СПМ) рассчитывалась для каждой эпохи данных ЭЭГ, которые подвергались полосовой фильтрации от 0,5 до 40 Гц с использованием метода Велча (окна Хеннинга 4 с, разрешение 0,25 Гц).

Оценка сна

Чтобы оценить, подходит ли сигнал ЭЭГ от электродов Dr для оценки сна, мы сравнили две оценки с одним отведением друг к другу.Для этой цели 8 сигналов ЭЭГ с одним отводом (EEG DrDr и EEG PgPg каждого участника) были отфильтрованы с полосой пропускания от 0,5 до 40 Гц, рандомизированы и представлены одному эксперту по сну, который был ослеплен. происхождение сигнала (тип электрода и участник). Стадии сна оценивались эпоха за эпохой на основе стандартных критериев (Iber et al., 2007; Berry et al., 2017), за исключением включения только одного фронтального отведения ЭЭГ. Оценка сна проводилась с использованием программного обеспечения, полученного в Институте фармакологии и токсикологии Цюрихского университета.Чтобы избежать предвзятости из-за вариабельности оценок между экспертами при сравнении оценок между двумя типами электродов, все записи оценивались одним экспертом.

Идентификация артефакта

Во время оценки сна эксперт дополнительно визуально идентифицировал и отмечал 4-секундные окна, содержащие артефакты в одном или всех четырех отведениях ЭЭГ (EEG DrDr , EEG Pg Dr , EEG PgPg , EEG Dr Pg ). При этом он количественно определил два различных типа артефактов: очень быстрые, резкие, резкие артефакты и медленные синусоидальные артефакты с большой амплитудой (рис. 3A).После этого мы дополнительно использовали полуавтоматический алгоритм обнаружения артефактов (Huber et al., 2000), который отдельно во всех четырех отведениях ЭЭГ отмечал 20-секундные эпохи, мощность которых превышала порог, определяемый средним значением мощности в диапазоне 0,75– 4,5 Гц и полоса 20–30 Гц во сне составляли эпохи N1, N2 и N3.

Рисунок 3. Артефакт и характеристики микроструктуры сна. ( A , вверху) Два типа артефактов были визуально идентифицированы на ЭЭГ во время оценки сна.Очень быстрые, резкие, резкие артефакты (зеленый, слева) и медленные синусоидальные артефакты с большой амплитудой (фиолетовый, справа). Они считались артефактами, а не медленными волнами, если они присутствовали только в одном отведении ЭЭГ. ( B , внизу) Характеристика основных свойств медленных волн (0,5–4,0 Гц, синий) и веретен сна (10–16 Гц, красный), которые были важны для определения качества сна в сигнале ЭЭГ. Медленные волны характеризовались их максимальной отрицательной амплитудой (мкВ), длительностью (с) и крутизной спада и подъема (мкВ / с), максимальной крутизной медленных волн либо между отрицательным пересечением нуля и максимальной отрицательной амплитудой, либо максимальная отрицательная амплитуда и положительный переход через нуль соответственно.Шпиндели характеризовались их максимальной амплитудой (мкВ), длительностью (с), частотой (Гц) и скоростью амплитуды (мкВ / с), суммой всех точек абсолютных данных за время работы шпинделей. Медленные волны и веретена сна выглядели одинаково в обоих типах электродов EEG DrDr (вверху) и EEG PgPg (внизу).

Анализ артефактов ЭЭГ

Сообщалось об общем количестве и соотношении эпох, содержащих артефакты, для каждого отдельного происхождения. Сравнивалось количество случаев появления очень быстрых, резких, резких артефактов и медленных синусоидальных артефактов с большой амплитудой и определялись зависимости от типа электрода и участника (см. Раздел «Статистика»).

Все дальнейшие анализы проводились только для эпох сна N2 и N3, которые не имели артефактов во всех четырех отведениях ЭЭГ.

Анализ макроструктуры сна

Мы сравнили две оценки с одним производным, охарактеризовав эпохи с оценкой сна на чувствительность (доля эпох, оцениваемых как конкретная стадия сна, которые были идентичны в противоположной оценке), специфичность (доля эпох, не оцениваемых как конкретная стадия сна, которые также не учитывались как эта стадия сна в противоположной оценке), точность (доля идентично оцененных эпох в оценке конкретной стадии сна), точность (общая доля одинаковых оценок) и надежность между оценками (κ, каппа Коэна).

Анализ микроструктуры сна

Мы сравнили важные характеристики медленных волн и веретен сна между обоими типами электродов в ЭЭГ DrDr и ЭЭГ PgPg (рис. 3В). Оба сигнала подвергались полосовой фильтрации от 0,5 до 4,0 Гц для автоматического обнаружения одиночных медленных волн по их отрицательным пикам (Riedner et al., 2007). Мы включали в анализ только медленные волны, когда последовательные переходы через ноль находились на расстоянии 0,25–1,0 с, а амплитуда отрицательного пика превышала 37.5 мкВ. Продолжительность медленных волн определялась путем вычисления времени от перехода через отрицательный ноль перед отрицательным пиком до следующего перехода через отрицательный ноль после отрицательного пика. Максимальная отрицательная амплитуда была минимальной амплитудой сигнала за это время. Нисходящий и восходящий наклон медленных волн вычислялся путем взятия минимума и максимума производной отрицательной половины сигнала, так что время от отрицательного пересечения нуля перед отрицательным пиком до положительного пересечения нуля после отрицательного пика. соответственно (рис. 3Б).

Для автоматического обнаружения одиночных веретен сигналы ЭЭГ подвергались полосовой фильтрации от 10 до 16 Гц. Алгоритм обнаруживал веретено сна всякий раз, когда колебание амплитуды превышало верхний порог, который в пять раз превышал среднюю амплитуду сигнала (Ferrarelli et al., 2007). Их начало и конец обнаруживались всякий раз, когда сигнал опускался ниже нижнего порога, который в 1,25 раза превышал среднюю амплитуду сигнала. Эти пороги ранее подходили для обнаружения медленных веретен сна (Lustenberger et al., 2015), что особенно важно, поскольку во фронтальных отведениях в первую очередь показаны медленные веретена (Cox et al., 2017). Продолжительность бездействия шпинделей рассчитывалась как время между началом и концом обнаруженных событий шпинделя. Максимальная амплитуда рассчитывалась как максимальное значение абсолютной амплитуды за это время. Частота определялась количеством положительных пиков за время действия шпинделя. Скорость амплитуды рассчитывалась путем суммирования значений абсолютной амплитуды за время действия шпинделя.

Согласие между EEG DrDr и EEG PgPg было исследовано с использованием графиков относительных разностей (Pollock et al., 1992; Giavarina, 2015), поскольку изменчивость характеристик медленных волн и веретен увеличивалась по мере увеличения величины измерения. В отличие от стандартных графиков Бланда-Альтмана (Bland and Altman, 1999), графики относительных разностей отображают среднее значение по отношению к соотношению, а не разность двух измерений. Среднее значение отношения между EEG DrDr и EEG PgPg описывало относительное смещение.Значение относительной разницы для каждой эпохи было получено путем вычисления средних характеристик в скользящем окне 20 с с размером шага 2 с и вычисления медианы по всем окнам, которые покрывали центр эпохи. Такой подход минимизировал эффекты от характеристик, которые охватывали две эпохи.

Кроме того, распределения свойств замедляющей волны и шпинделя от обоих электродов сравнивались с использованием индекса перекрытия η (Pastore and Calcagnì, 2019), выражающего процент перекрытия между двумя распределениями, о которых сообщалось в дополнительном материале.

Анализ качества сигнала ЭЭГ

Для анализа качества сигнала мы сравнили отношение сигнал / шум медленной активности (SNR SWA ) между EEG DrDr и EEG PgPg . SNR SWA был определен путем расчета отношения мощностей (дБ) частотного диапазона медленной активности R SWA (0,5–4 Гц) по отношению к частотному диапазону, не представляющему интереса R 20 40 Гц (20–40 Гц, рис. 4A), например,

Рисунок 4. Спектр мощности (жирная линия) по всем эпохам сна N2 и N3 без артефактов у одного человека. ( A , вверху) SNR SWA (SNR SWA ) вычисляется по коэффициенту мощности частотного диапазона SWA R SWA (заштрихованная область между 0,5 и 4 Гц) по отношению к частотному диапазону, не представляющему интереса. , R 2040 Гц (заштрихованная область между 20 и 40 Гц). ( B , внизу) Высота пика веретена (HSP, двусторонняя стрелка) вычисляется относительно фонового спектра, полученного степенной функцией (пунктирная линия), подобранной к соответствующему фоновому спектру мощности в R1 PL (заштрихованная область между 2 и 6 Гц) и частотный диапазон R2 PL (заштрихованная область между 16 и 30 Гц), за исключением диапазона 6–16 Гц (в который входит R Spin , заштрихованная область между 10 и 16 Гц).

SNR = SWA10log (P / SWAP) 2040 Гц10 (1)

, где P SWA и P 20 40 Гц представляли спектральную мощность, вычисленную в R SWA и R 20 40 Гц , соответственно. Чтобы избежать быстрых шпинделей, отсечка низких частот была на 20 Гц, а отсечка высоких частот давалась ранее примененным полосовым фильтром. Соглашения сравнивались с участками Бланд-Альтмана.

Мы проанализировали высоту пика веретена (HSP) в спектре относительно фонового спектра в log 10 (мкВ 2 /0.25 Гц), который был адаптирован из метода, предложенного Gottselig et al. (2002). Функция степенного закона была адаптирована к спектру мощности в диапазоне 2–6 Гц (R1 PL ) и 16–30 Гц (R2 PL ), за исключением диапазона 6–16 Гц, который содержал пиковые частоты шпинделя ( Cox et al., 2017). Очень низкие частоты (<2 Гц) были исключены из-за их восприимчивости к низкочастотным артефактам. Мы автоматически локализовали максимальный пик в пределах R Spin (10-16 Гц). Расстояние между максимальным пиком и соответствующим ему подобранным значением было определено как HSP (Рисунок 4B).Эпохи были исключены из анализа HSP, когда разность частотных интервалов обнаруженных пиков шпинделя между EEG DrDr и EEG PgPg была больше 2 Гц, что указывает на сбой автоматической локализации максимального пика. Соглашения сравнивались с участками Бланд-Альтмана.

Кроме того, для анализа стабильности частоты между сигналами, полученными от разных типов электродов, мы вычислили когерентность между сигналами ЭЭГ, которые были привязаны к одному и тому же типу электродов (EEG DrDr vs.ЭЭГ PgDr и ЭЭГ DrPg по сравнению с ЭЭГ PgPg ). Такой анализ стал возможен благодаря дополнительному разделению каналов и установке двух усилителей. Квадрат величины когерентности рассчитывался от эпохи к эпохе с использованием усредненной периодограммы Уэлча и отображался в диапазоне от 0 до 1 для каждой полосы частот с разрешением 0,25 Гц.

Для всех участников были рассчитаны, визуализированы и представлены в дополнительном материале PSD для EEG DrDr и EEG PgPg , а также SNR SWA и HSP для каждого отведения.

Статистика

Проверка того, зависит ли количество артефактов от типа электрода или от взаимодействия между типом электрода и участником, проводилась с помощью теста хи-квадрат или точного теста Фишера, когда количество наблюдений было слишком маленьким (Agresti , 2008).

Для всех анализов Бланда-Альтмана и относительных разностей мы учли непостоянный и изменчивый характер веретен, медленные волны, SNR , SWA и HSP в течение ночи, а также для плана повторных измерений при вычислении пределы соглашения (Bland and Altman, 2007).Все статистические анализы проводились в R-studio версии 1.2.1335 (RStudio Team, 2018).

Результаты

Мы включили в анализ N = 4 участника (возрастной диапазон: 25,2–28,9 лет, 3 мужчины, 1 левша, 1 человек, владеющий обеими руками). Они показали общее время сна 5,4–9,9 ч (среднее = 7,45 ч, SD = 1,98 ч), латентность начала сна 1,7-23 мин и высокую эффективность сна (доля времени, проведенного во сне в постели). от 89,8 до 98,2%. Всего мы записали 31.5 ч ЭЭГ, из которых 3906 эпох (21,7 ч) было проведено в N2 или N3. Из этих эпох 822 эпохи (21,04%) были отмечены артефактами по крайней мере в одном отведении ЭЭГ, что привело к 3084 эпохам без артефактов N2 и N3, которые вошли в анализ микроструктуры сна и качества сигнала ЭЭГ.

Артефакты ЭЭГ

За всю запись ЭЭГ DrDr содержала 2193 (38,70%) и ЭЭГ PgPg 2161 (38,14%) эпох с артефактами. В эпохи N2 и N3 на ЭЭГ DrDr было 584 (14.95%) и ЭЭГ PgPg имели 542 (13,88%) эпох с артефактами. Частота появления медленных синусоидальных артефактов с большой амплитудой (967 окон в ЭЭГ DrDr , 9 окон в ЭЭГ PgPg ) зависела от типа электрода [χ2 (1) = 940,33, p <0,0001], поскольку а также от взаимодействия между типом электрода и участником ( p <0,0001). Частота появления очень быстрых, резких, резких артефактов (43 окна в ЭЭГ DrDr , 53 окна в ЭЭГ PgPg ) не зависела исключительно от типа электрода [χ2 (1) = 1.04, p = 0,31], но показали взаимодействия между типом электрода и участниками ( p = 0,0003).

Макроструктура сна

оценки сна, основанные на отдельных отведениях EEG DrDr и EEG PgPg , сравнивались и визуализировались в гипнограммах и спектрограммах (рисунок 5 и дополнительный рисунок S3). Оценка между ЭЭГ DrDr и ЭЭГ PgPg показала надежность оценки κ = 0,66 и точность = 0.78. Только точность и чувствительность для N1 показали плохие характеристики (Рисунок 6).

Рисунок 5. Репрезентативная макроструктура сна для одного участника. ( A , вверху) Гипнограмма оценки с одним отведением на основе ЭЭГ DrDr первых 4 часов (два цикла сна) одного участника. Гипнограммы всех участников за всю ночь можно найти на дополнительном рисунке S3. Синие маркеры указывают, где оценка одиночного отведения на основе EEG PgPg отклоняется от EEG DrDr .( B , внизу) Спектрограмма отведений ЭЭГ DrDr и ЭЭГ PgPg для одной и той же записи.

Рис. 6. Матрица ошибок , показывающая эффективность оценки с одним отводом на основе EEG DrDr по сравнению с EEG PgPg , где EEG PgPg служила эталонной оценкой. Каждое поле содержит относительное количество 20-секундных эпох, оцененных как соответствующая стадия сна. Более темные синие цвета указывают на более высокую степень согласия.

Микроструктура сна

Медленные волны

Общее количество медленных волн, обнаруженных в ЭЭГ DrDr и ЭЭГ PgPg , было одинаковым (+ 0,3% в ЭЭГ DrDr ). Сравнение эпохи с эпохой выявило смещение 0,014 с пределами согласия от -2,79 до 2,82 медленных волн на эпоху (Таблица 1).

Таблица 1. Количество медленных волн и веретен, обнаруженных по всем записям и за эпоху.

Анализ относительной разницы характеристик медленных волн выявил среди всех участников небольшой сдвиг средней разницы в сторону большей амплитуды и более длинных медленных волн в записях ЭЭГ DrDr (рис. 7).Относительные пределы согласия составляли 0,47–1,69 для максимальной отрицательной амплитуды, 0,36–1,75 для продолжительности, 0,31–1,90 для нисходящего наклона и 0,35–1,85 для наклона по возрастанию. Визуальный осмотр форм волн ЭЭГ показал, что большие отклонения между электродами обычно происходили из-за пропущенных медленных волн меньшей амплитуды или продолжительности, что ослабляло среднее значение в одном, но не в другом электроде из-за их редкости (данные не показаны).

Рисунок 7. Графики относительной разницы, показывающие соответствие между EEG DrDr и EEG PgPg для всех характеристик медленных волн. Для каждой 20-секундной эпохи мы вычисляли медианное значение для каждой характеристики медленной волны в течение десяти скользящих окон по 20 секунд (с шагом 2 с), которые содержали среднее значение каждой характеристики. Каждая точка представляет один результат за 20-секундную эпоху. Ось y показывает соотношение между двумя парными измерениями (EEG DrDr / EEG PgPg ), а ось x представляет среднее значение этих измерений [(EEG DrDr + EEG PgPg ) / 2].Сплошная линия показывает среднюю разницу между двумя парными измерениями (смещение, синий), а нижележащая заштрихованная область показывает 95% доверительный интервал смещения. Пределы соответствия отношения содержат 95% измерений (пунктирные линии, красный цвет), а нижележащая заштрихованная красная область представляет 95% ДИ пределов согласия.

Шпиндели

Общее количество веретен было одинаковым между EEG DrDr и EEG PgPg (+ 0,46% в EEG DrDr ). Сравнение эпохи к эпохе показало смещение -0.008 с пределами согласия от −2,34 до 2,35 спинделей в эпоху (табл. 1).

Анализ относительной разницы характеристик веретена показал большие амплитуды и длительность в ЭЭГ DrDr , чем в ЭЭГ PgPg , тогда как частота оставалась стабильной (рис. 8). Относительные пределы согласия для максимальной амплитуды составляли от 0,71 до 1,38, длительности от 0,13 до 2,03, частоты от 0,89 до 1,12 и скорости амплитуды от 0,71 до 1,38. Визуальный осмотр шпинделей показал, что большие отклонения между электродами обычно происходят из-за пропущенных шпинделей меньшей амплитуды и длительности, что снижает среднее значение в EEG PgPg .

Рис. 8. Графики относительных разностей, показывающие соответствие между EEG DrDr и EEG PgPg для всех характеристик шпинделя. Точки, оси x , оси y , сплошные линии, пунктирные линии, красные полосы и синие полосы можно интерпретировать, как показано на Рисунке 7.

Качество сигнала ЭЭГ

SNR SWA

EEG DrDr и EEG PgPg имели среднее SNR SWA 23,32 ± 5,56 дБ и 23.46 ± 5,47 дБ соответственно. Смещение (-0,14 дБ) и пределы согласия (от -4,39 до 4,12 дБ) показали хорошее соответствие между двумя типами электродов (Рисунок 9).

Рис. 9. Bland-Altman для показателей качества сигнала ЭЭГ. (A) SNR соглашения SWA (SNR SWA ) между EEG DrDr и EEG PgPg . (B) Высота пика шпинделя (HSP) согласована между EEG DrDr и EEG PgPg . Среднее ( x -ось) и разница ( y -ось) ЭЭГ DrDr и ЭЭГ PgPg были рассчитаны для каждой эпохи.Точки, сплошные линии, пунктирные линии, красные и синие полосы можно интерпретировать, как показано на Рисунке 7.

Высота пика шпинделя

Мы исключили 397 эпох из 3084 (12,9%) из-за неточного определения пиков шпинделя. EEG DrDr и EEG PgPg имели среднее значение HSP 0,75 ± 0,27 и 0,77 ± 0,26 log 10 (мкВ 2 / 0,25 Гц) соответственно. Смещение (-0,03) и пределы согласия (-0,36 до 0,31) показали хорошее соответствие между двумя типами электродов (рис. 9).

Когерентность

Все участники показали сильную согласованность между ЭЭГ DrDr и ЭЭГ PgDr , а также ЭЭГ PgPg и ЭЭГ DrPg (Рисунок 10). Все коэффициенты когерентности были больше 0,70 во всем диапазоне частот, больше 0,80 в диапазоне медленных волн и больше 0,80 в диапазоне спящего шпинделя. P1 имел менее сильные коэффициенты когерентности по сравнению с другими участниками (P2, P3, P4) в более высоком частотном диапазоне (20–40 Гц), что могло быть вызвано высокочастотными артефактами, присутствующими только на электродах Dr у этого участника.

Рис. 10. Величина квадрата когерентности между EEG DrDr и EEG PgDr (сплошная линия) и EEG DrPg и EEG PgPg (пунктирная линия) для участников (P1 – P4). Заштрихованные области представляют собой частотный диапазон медленной волновой активности (R SWA , 0,5–4 Гц), веретен сна (R Spin , 10–16 Гц) и более высоких частот (R 2040 Гц , 20–40 Гц. ). Максимально возможная когерентность - 1.

Обсуждение

В этом исследовании мы представляем комплексный протокол тестирования, в котором сравниваются основные характеристики как макро-, так и, что более важно, микроструктуры сна в сигналах ЭЭГ, полученных от двух разных типов электродов.С помощью этого протокола тестирования мы оценили, подходят ли сухие электроды нового поколения с биосовместимой контактной поверхностью с низким импедансом для оценки ЭЭГ во сне в рамках экспериментального исследования. Мы продемонстрировали, что качество сигнала можно количественно оценить по когерентности сигнала, SNR SWA и HSP, и что можно сравнить два типа электродов, настроенных для установки лобно-сосцевидного электрода. Были различимы специфические особенности сна, такие как медленные волны и веретена сна, а также их индивидуальные характеристики.Кроме того, оценка зрительного сна выполнялась на отдельных отведениях ЭЭГ для каждого из двух типов электродов и не приводила к каким-либо существенным различиям в соответствующих гипнограммах. На ЭЭГ с сухим электродом наблюдался повышенный уровень артефактов в виде медленных синусоидальных артефактов большой амплитуды. Методология, разработанная для этой оценки, является одной из наиболее подробных опубликованных на сегодняшний день и позволяет объективно оценивать характеристики микро- и макроструктуры сна, полученные с помощью сухих электродов, для портативного мониторинга сна вне лаборатории.

Проверка рабочих характеристик электродов, в частности, для новых носимых ЭЭГ, является сложной задачей. Кассон разделил факторы производительности на четыре уровня: (1) функциональное тестирование, (2) технические характеристики, (3) производственные характеристики и (4) изменчивость производительности (Casson, 2019). Хотя исследования уровня 1 и 2 ранее проводились в отношении интересующего типа электродов (Stauffer et al., 2018), нашей целью было провести испытание концепции для исследования уровня 4, чтобы получить более глубокое представление о технических характеристиках. для конкретного приложения, т.е.е., мониторинг сна в домашних условиях. Это приложение ограничивает типы тестов, которые могут быть выполнены, например, использование фантома головы исключено (Casson, 2019). Однако в такой настройке можно более реалистично оценить особенности приложения по форме волны ЭЭГ. Предыдущие исследования, посвященные изучению специфического использования электродов во сне, в первую очередь были сосредоточены на особенностях макроструктуры, которые характеризуют сон, таких как сравнение стадий сна (Griessenberger et al., 2013; Sterr et al., 2018) и параметры времени сна (Casson, 2019) в соответствии с установленным стандартом. Кроме того, визуальное сравнение спектральной плотности мощности (Debener et al., 2015; Stauffer et al., 2018) и / или индивидуально выбранных типичных сигнальных трасс (Stauffer et al., 2018; Sterr et al., 2018; Shustak) et al., 2019) является обычным явлением. Хотя эти оценки дают общую картину пригодности носимого устройства для мониторинга сна, качество сигнала и пригодность для оценки микроструктуры сна остаются неизвестными.Это ограничивает результаты только базовыми приложениями для сна, но оставляет без ответа вопрос, подходят ли электроды для использования в исследованиях и клинических применениях. Мы ввели специальные меры для микроструктуры сна, чтобы получить набор параметров, которые можно использовать для детальной оценки и сравнения ЭЭГ и ее качества. Многие из этих характеристик не зависят от пространственного размещения электродов и поэтому подходят для сравнения в условиях свободного проживания.

Обнаружение присутствия и характеристика формы элементов микроструктуры сна в ЭЭГ необходимы для оценки природы и качества сна.Наш анализ качества сигнала ясно показал, что качество сигнала ЭЭГ электродов достаточно для изучения микроструктуры активности мозга во время сна. В частности, SNR SWA - это мера, которая указывает на дискриминационную способность медленных волн и, следовательно, является хорошим индикатором того, насколько легко классифицировать медленный сон. Наш анализ показал, что нет четкой разницы в смещении и пределах согласия между EEG DrDr и EEG PgPg . Характеристики медленных волн, такие как их количество, максимальная отрицательная амплитуда, продолжительность или наклон нисходящего и восходящего движения, были одинаковыми для обоих электродов.Большие различия между электродами были в первую очередь артефактом алгоритма автоматического обнаружения, используемого для анализа. Например, период медленных волн определялся временем между двумя последовательными пересечениями отрицательного нуля сигнала ЭЭГ, отфильтрованного нижними частотами. Иногда сигнал ЭЭГ одного отведения незначительно пересекал нулевую линию, тогда как в другом отведении нулевая линия не пересекалась, что приводило к большой разнице периодов. Следовательно, исследуемые характеристики медленных волн могут быть более похожими между двумя типами электродов, чем предполагают наши результаты.Точно так же HSP является важным биомаркером сна для количественной оценки наличия веретен. Веретена - вторая ключевая электрофизиологическая характеристика медленного сна и очень чувствительная особенность для снижения качества сна из-за экологических, пищевых или гормональных факторов (Driver et al., 1996; Borbély et al., 1999). Более того, вместе с медленными колебаниями они критически важны для консолидации памяти во время сна (Rasch and Born, 2013). И снова не наблюдалось неожиданной разницы в HSP между электродами.Веретена с подобными характеристиками могут быть одинаково идентифицированы в сигнале Dr и Pg ЭЭГ. Число веретен, их максимальная амплитуда, частота и мощность не показали различий между отведениями ЭЭГ Dr и Pg. Продолжительность веретен показала большую вариабельность между Dr и Pr отведениями ЭЭГ. Подобно медленным волнам, веретена были представлены с немного большей амплитудой и мощностью, а также большей продолжительностью в деривации Dr EEG, особенно при записи с большим количеством веретен.

Сухие электроды склонны к появлению различных типов артефактов (Guger et al., 2012). Электроды показали высокую стойкость к электрическим артефактам, таким как треск электродов, возникающий в результате резких изменений импеданса, которые визуально распознаются на ЭЭГ как очень быстрые, резкие, резкие артефакты. Однако электроды Dr значительно больше страдали от артефактов другого типа, которые были идентифицированы как медленные синусоидальные артефакты большой амплитуды. Амплитуда и период таких артефактов аналогичны медленным волнам.Следовательно, особенно когда оценка сна основана на одном выводе ЭЭГ, эти артефакты можно легко принять за медленные волны, что смещает счетчика в сторону оценки глубокого сна. Однако это смещение было незначительным, поскольку не наблюдалось значительных различий в оценке глубокого сна. Одним из возможных источников этих артефактов могли быть активные потовые железы. Они сами по себе создают медленно изменяющиеся электрические потенциалы и выделяют электролиты, которые могут изменять сопротивление между электродом и кожей.Наш нынешний метод прикрепления сухих электродов с помощью липкой ленты для кожи мог бы облегчить эту деятельность и артефакты.

Макроструктура сна лучше всего представлена ​​гипнограммой, где сон временно разделен на бодрствование, стадии сна N1, N2, N3 и быстрый сон. Оценка сна, выполненная на одном выводе ЭЭГ DrDr и ЭЭГ PgPg , показала хорошее совпадение с общей точностью 0,78, что было сопоставимо с текущими алгоритмами автоматической оценки сна с использованием одного вывода ЭЭГ по сравнению с оценкой экспертов (Fiorillo et al., 2019). Можно сделать вывод, что оба типа исследуемых электродов подходят для определения макроструктуры сна. Однако, поскольку стандартного монтажа сна не было, сравнение двух одиночных оценок отведения ЭЭГ с эталонной оценкой отсутствует. В будущих исследованиях следует сравнить оценку сна между полной полисомнографией, измеренной с помощью электродов Dr, и полной полисомнографией, выполненной с использованием обычных электродов.

Важно отметить, что это исследование не предназначено для валидации; небольшое количество участников и их общее хорошее состояние здоровья, а также тот факт, что была записана только одна ночь, не позволяют делать какие-либо выводы, касающиеся работы в клинических условиях.Мы ограничили анализ четырьмя участниками, поскольку целью было установить надежный протокол тестирования для оценки электродов для сложных приложений сна и проверить общую осуществимость этого протокола.

Хотя это и не является основной целью нашего исследования по проверке концепции, наши результаты, тем не менее, позволяют сделать некоторые выводы, связанные с продолжающимся техническим развитием электродов Dr. Например, на этой стадии прототипа тестируемых электродов Dr остается неясным, как электрод может быть надежно закреплен в желаемых отведениях, особенно для стандартных электродов сравнения в ограниченном пространстве за ушами (сосцевидные отростки).Фиксация должна обеспечивать достаточное контактное давление и низкую подвижность в течение ночи. Мы временно решили эту проблему с помощью липкой ленты, которая, вероятно, вызывала повышенное потоотделение, но, что более важно, уменьшала комфорт и требовала дополнительных усилий во время размещения. Электрод сравнения меньшего размера, оптимизированный для пространства за ухом, скорее всего, повысит качество и стабильность данных.

Анализ электродов сна может быть расширен за счет дополнительных специфических характеристик микро- или макроструктуры сна.Таким образом, было бы интересно исследовать, как явления сна с очень низкой амплитудой, такие как высокочастотные колебания, представлены в сигнале ЭЭГ, собранном с помощью сухих электродов. Однако это редко оценивается на поверхностных электродах, но чаще при записи внутричерепных электродов. Кроме того, параметры времени сна, характеризующие поведение сна, которое важно для клинического использования, например, общее время сна, латентность начала сна или пробуждение после начала сна, могут быть добавлены к сравнению, когда приложение имеет диагностический характер.Эти статистические данные следует оценивать и сравнивать только при наличии большого количества участников, поскольку межпредметная изменчивость высока. Чтобы дополнить оценку технических характеристик в полностью свободных условиях в будущих исследованиях, будет критически важно оценить удобство использования и взаимодействие человека с устройством, характерное для применения электродов и конечного качества. Например, самоуправление, изменение условий окружающей среды, таких как влажность и температура, а также изменение внешних источников шума, характерных для отдельных спален, потребуют исследований с гораздо большей численностью населения.Этот этап оценки в настоящее время невозможен, поскольку электроды еще не были объединены в единую систему.

Надежное обнаружение маркеров ЭЭГ сна для характеристики микро- и макроструктуры сна необходимо для исследования сна и многих клинических приложений. Однако подробные клинические и научные исследования сна обычно проводятся в лабораторных условиях. Этот подход в основном связан с необходимостью высококачественной ЭЭГ сна для оценки нейрофизиологических событий, специфичных для сна, и высоким уровнем ручных настроек, необходимых для работы таких систем.Излишне говорить, что такая процедура является обременительной как для участника, так и для исследователя и, поскольку для исследований в первую очередь отбираются спящие люди, приводит к результатам, смещенным в сторону одиночных ночей с хорошими характеристиками сна. Поскольку технологии сухих электродов постоянно совершенствуются, а носимые системы ЭЭГ становятся все более и более доступными, оценка сна, вероятно, перейдет из лаборатории сна в домашнюю обстановку, где несколько ночей подряд можно будет оценивать в знакомой обстановке. Это позволяет в долгосрочной перспективе регистрировать естественное поведение во время сна в более репрезентативных популяциях, что имеет большое значение для клинических групп с повышенным риском нарушения сна.Критические требования к электродам будущего будут заключаться в том, чтобы они были многоразовыми, простыми в применении и могли сочетаться с недорогими мобильными усилителями ЭЭГ.

Заключение

Это исследование представляет собой тщательно продуманный протокол тестирования, позволяющий не только оценить макро-, но и микроструктуру сна в сигналах ЭЭГ, полученных от двух разных типов электродов. Наше подробное сравнение характеристик новых сухих электродов с предварительно гелеобразными электродами в четырех записях ЭЭГ сна, полученных в домашних условиях, показывает потенциал сухих электродов для оценки ЭЭГ сна.Оба электрода надежно регистрировали медленные волны и шпиндели сна, которые представляют особый интерес при исследовании сна. Отношение сигнал / шум было аналогичным для сухих электродов по сравнению с предварительно гелированными электродами. Предложенные парадигмы тестирования подчеркнули сходство и различия между типами электродов и могут быть применены к ЭЭГ сна, собранной как в лаборатории, так и дома.

Заявление о доступности данных

Набор данных, содержащий четыре ночные записи, использованные в этом исследовании, публично доступен под doi: 10.3929 / ethz-b-000416415.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены Ethikkommission der ETH Zürich (EK ETH 2017-N-67). Участники предоставили письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Авторские взносы

Все авторы задумали и разработали проект. KC и WK подготовили оборудование и программное обеспечение для проведения экспериментов. KC и SL провели эксперименты. KC, SL и WK провели анализ данных.KC, SL, LT, WK и RH составили рукопись. SL, LT, RH и WK отредактировали и одобрили окончательную версию рукописи.

Финансирование

Авторы выражают признательность Hirnstiftung, ETH Zürich Foundation и Swiss National Science Foundation за финансовую поддержку (320030_179443). KC является стипендиатом швейцарского правительства.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа проводилась в рамках флагмана SleepLoop Hochschulmedizin Zürich. Мы благодарим всех наших участников за участие в этом исследовании. Мы ценим полезные обсуждения с многочисленными членами консорциума SleepLoop. Мы также благодарим Софию Снайпс за ценные комментарии и доктора Дриса Дебира за советы по статистике.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2020.00586/full#supplementary-material

Список литературы

Ayas, N. T., White, D. P., Manson, J. A. E., Stampfer, M. J., Speizer, F. E., Malhotra, A., et al. (2003). Проспективное исследование продолжительности сна и ишемической болезни сердца у женщин. Arch. Междунар. Med. 163, 205–209. DOI: 10.1001 / archinte.163.2.205

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Берри Р. Б., Брукс Р., Гамальдо К., Хардинг, С. М., Ллойд, Р. М., Куан, С. Ф. и др. (2017). Обновления руководства по оценке AASM за 2017 г. (версия 2.4). J. Clin. Sleep Med. 13, 665–666. DOI: 10.5664 / jcsm.6576

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бланд, Дж. М., и Альтман, Д. Г. (1999). Статистические методы в медицинских исследованиях Согласованность измерений в сравнительных исследованиях методов. Stat. Методы Мед. Res. 8, 135–160. DOI: 10.1177 / 0962280290204

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Блэнд, Дж.М. и Альтман Д. Г. (2007). Согласованность методов измерения с несколькими наблюдениями на человека. J. Biopharm. Стат. 17, 571–582. DOI: 10.1080 / 10543400701329422

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Borbély, A. A., Huber, R., Graf, T., Fuchs, B., Gallmann, E., and Achermann, P. (1999). Импульсное высокочастотное электромагнитное поле влияет на сон и электроэнцефалограмму сна человека. Neurosci. Lett. 275, 207–210.DOI: 10.1016 / S0304-3940 (99) 00770-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Buckelmüller, J., Landolt, H.-P., Stassen, H.H., and Achermann, P. (2006). Признаковые индивидуальные различия электроэнцефалограммы сна человека. Неврология 138, 351–356. DOI: 10.1016 / j.neuroscience.2005.11.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кокс, Р., Шапиро, А. К., Маноач, Д. С., и Стикголд, Р. (2017). Индивидуальные различия в частоте и топографии веретен медленного и быстрого сна. Фронт. Гм. Neurosci. 11: 433. DOI: 10.3389 / fnhum.2017.00433

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дебенер, С., Эмкес, Р., Де Вос, М., и Блайхнер, М. (2015). Ненавязчивая амбулаторная ЭЭГ с использованием смартфона и гибких печатных электродов вокруг уха. Sci. Отчет 5: 16743. DOI: 10.1038 / srep16743

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дейк, Д.-Дж., Хейс, Б., и Чейслер, К.А. (1993).Динамика электроэнцефалографических веретен сна и медленноволновой активности у мужчин: эффект депривации сна. Brain Res. 626, 190–199. DOI: 10.1016 / 0006-8993 (93) -C

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Драйвер, Х. С., Дейк, Д. Дж., Верт, Э., Бидерманн, К., и Борбели, А. А. (1996). Сон и электроэнцефалограмма сна в течение менструального цикла у молодых здоровых женщин. J. Clin. Эндокринол. Метаб. 81, 728–735. DOI: 10.1210 / jc.81.2.728

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Феррарелли Ф., Хубер Р., Петерсон М. Дж., Массимини М., Мерфи М., Риднер Б. А. и др. (2007). Снижение активности веретена сна у больных шизофренией. г. J. Psychiatry 164, 483–492. DOI: 10.1176 / ajp.2007.164.3.483

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ферри Т. К., Луу П., Рассел Г. С. и Такер Д. М. (2001). Импеданс скальп-электрода, риск инфицирования и качество данных ЭЭГ. Clin. Neurophysiol. 112, 536–544. DOI: 10.1016 / S1388-2457 (00) 00533-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ферстер М. Л., Люстенбергер К. и Карлен В. (2019). Настраиваемая мобильная система для автономного высококачественного мониторинга сна и акустической стимуляции с замкнутым контуром. IEEE Sensors Lett. 3, 1–4. DOI: 10.1109 / LSENS.2019.2

5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фиорилло, Л., Пуятти, А., Папандреа, М., Ратти, П.-Л., Фаваро, П., Рот, С. и др. (2019). Автоматическая оценка сна: обзор последних подходов. Sleep Med. Ред. 48, 101204. doi: 10.1016 / J.SMRV.2019.07.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, К.-П., Ян, Х.-Дж., Ван, Х.Л., Ян, Б., и Лю, Дж. К. (2018). Мягкий игольчатый сухой электрод со щетиной для измерения сигнала ЭЭГ. Приводы Sens. A Phys. 283, 348–361. DOI: 10.1016 / j.sna.2018.09.045

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Готтселиг, Дж.М., Бассетти, К. Л., и Ахерманн, П. (2002). Мощность и согласованность частотной активности веретена сна после полушарного удара. Мозг 125, 373–383. DOI: 10.1093 / мозг / awf021

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Griessenberger, H., Heib, D. P. J., Kunz, A. B., Hoedlmoser, K., and Schabus, M. (2013). Оценка беспроводного оголовья для автоматической оценки сна. Дыхание сна. 17, 747–752. DOI: 10.1007 / s11325-012-0757-4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грозя, С., Войнеску, К. Д., Фазли, С. (2011). Датчики со щетиной - недорогие гибкие пассивные сухие электроды ЭЭГ для нейробиоуправления и ИМК. J. Neural Eng. 8, 025008. DOI: 10.1088 / 1741-2560 / 8/2/025008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гугер, К., Краус, Г., Эллисон, Б. З., и Эдлингер, Г. (2012). Сравнение сухих и гелевых электродов для интерфейсов мозг – компьютер P300. Фронт. Neurosci. 6:60. DOI: 10.3389 / fnins.2012.00060

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хубер Р., Гиларди, М. Ф., Массимини, М., Феррарелли, Ф., Риднер, Б. А., Петерсон, М. Дж. И др. (2006). Иммобилизация руки вызывает корковые пластические изменения и местно снижает медленноволновую активность сна. Нац. Neurosci. 9, 1169–1176. DOI: 10.1038 / nn1758

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Huber, R., Graf, T., Cote, K. A., Wittmann, L., Gallmann, E., Matter, D., et al. (2000). Воздействие импульсного высокочастотного электромагнитного поля во время бодрствования влияет на ЭЭГ сна человека. Нейроотчет 11, 3321–3325. DOI: 10.1097 / 00001756-200010200-00012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ибер, К., Анколи-Исраэль, С., Чессон, А. Л. младший, и Куан, С. Ф. (2007). Руководство AASM по оценке сна и связанных событий: правила. Терминология и технические характеристики. г. Акад. Sleep Med. 3: 752. DOI: 10.5664 / jcsm.27034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ландольт, Х. П., и Борбели, А.А. (2001). Возрастные изменения топографии ЭЭГ сна. Clin. Neurophysiol. 112, 369–377. DOI: 10.1016 / S1388-2457 (00) 00542-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Г., Чжан, Д., Ван, С., Дуань, Ю. Ю. (2016). Новые полусухие электроды на основе пассивной керамики для регистрации сигналов электроэнцефалографии волосистой части головы. Приводы Sens. B Chem. 237, 167–178. DOI: 10.1016 / j.snb.2016.06.045

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Люстенбергер, К., Wehrle, F., Tüshaus, L., Achermann, P., and Huber, R. (2015). Многомерные аспекты сонных веретен и их связь с консолидацией памяти пар слов. Сон 38, 1093–1103. DOI: 10.5665 / sleep.4820

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Малиновска, У., Дурка, П. Дж., Блиновска, К. Дж., Селенбергер, В., и Вакаров, А. (2006). Микро- и макроструктура ЭЭГ сна. IEEE Eng. Med. Биол. Mag. 25, 26–31. DOI: 10.1109 / MEMB.2006.1657784

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мельник А., Легков П., Издебски К., Керхер С. М., Хейрстон В. Д., Феррис Д. П. и др. (2017). Системы, предметы, сеансы: насколько эти факторы влияют на данные ЭЭГ? Фронт. Гм. Neurosci. 11: 150. DOI: 10.3389 / fnhum.2017.00150

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Молл, М., Маршалл, Л., Гайс, С., и Борн, Дж. (2004).Обучение увеличивает электроэнцефалографическую когерентность человека во время последующих медленных колебаний сна. Proc. Natl. Акад. Sci. США, 101, 13963–13968. DOI: 10.1073 / pnas.0402820101

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пасторе, М., и Кальканьи, А. (2019). Измерение сходства распределения между выборками: индекс перекрытия без распределения. Фронт. Psychol. 10: 1089. DOI: 10.3389 / fpsyg.2019.01089

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Поллок, М.А., Джефферсон, С. Г., Кейн, Дж. У., Ломакс, К., Маккиннон, Г., и Виннард, К. Б. (1992). Сравнение методов - другой подход. Ann. Clin. Биохим. 29, 556–560. DOI: 10.1177 / 0004563292022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Риднер Б.А., Вязовский В.В., Хубер Р., Массимини М., Эссер С., Мерфи М. и др. (2007). Гомеостаз сна и корковая синхронизация: III. Исследование медленных волн сна у людей с помощью ЭЭГ высокой плотности. Сон 30, 1643–1657. DOI: 10.1093 / сон / 30.12.1643

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Команда RStudio, (2018). RStudio: Интегрированная среда разработки для R. Вена: Команда RStudio.

Google Scholar

Шустак, С., Инзельберг, Л., Стейнберг, С., Рэнд, Д., Дэвид Пур, М., Хиллель, И. и др. (2019). Домашний мониторинг сна с временной татуировкой электродов ЭЭГ, ЭОГ и ЭМГ: технико-экономическое обоснование. J. Neural Eng. 16: 026024. DOI: 10.1088 / 1741-2552 / aafa05

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Штауфер Ф., Тилен М., Заутер К., Шардонненс С., Бахманн С., Тибрандт К. и др. (2018). Кожные конформные полимерные электроды для клинической записи ЭКГ и ЭЭГ. Adv. Здоровьеc. Матер. 7, 1–10. DOI: 10.1002 / adhm.201700994

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стерр, А., Эбаджемито, Дж.К., Миккельсен, К. Б., Бонмати-Каррион, М. А., Санти, Н., делла Моника, К. и др. (2018). ЭЭГ сна, полученная с помощью заушных электродов (cEEGrid), по сравнению со стандартной полисомнографией: доказательство концепции исследования. Фронт. Гм. Neurosci. 12: 452. DOI: 10.3389 / fnhum.2018.00452

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тан, X., Чепмен, К. Д., Седернаес, Дж., И Бенедикт, К. (2018). Связь между продолжительностью сна и повышенным риском ожирения и диабета 2 типа: обзор возможных механизмов. Sleep Med. Ред. 40, 127–134. DOI: 10.1016 / J.SMRV.2017.11.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тонони, Г., Сирелли, К. (2014). Сон и цена пластичности: от синаптического и клеточного гомеостаза до консолидации и интеграции памяти. Neuron 81, 12–34. DOI: 10.1016 / j.neuron.2013.12.025

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Туссен, М., Лютрингер, Р., Шальтенбранд, Н., Николас, А., Жакмин, А., Карелли, Г. и др. (1997). Изменение плотности мощности ЭЭГ при лабораторной адаптации сна. Сон 20, 1201–1207. DOI: 10.1093 / сон / 20.12.1201

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вязовский В. В., Харрис К. Д. (2013). Сон и отдельный нейрон: роль глобальных медленных колебаний в покое отдельных клеток. Нац. Rev. Neurosci. 14, 443–451. DOI: 10.1038 / nrn3494

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Штучные электроды для ручной дуговой сварки - EWM AG

При выборе стержневых электродов важно учитывать как материалы, так и технические аспекты.

Краткий обзор

Стандартный электрод для универсального использования, перенос мелких и средних капель, хорошие механические свойства, положения сварки PA, PB, PC, PE, PF (только для ограниченного использования PG)

Используется как сочетание достижимых высоких значений ударной вязкости и универсальности при повышенных требованиях к сварщику и отделке швов.

Использование для требований высоких механических свойств, переноса капель от среднего к крупному, плохо отделяющегося шлака, возможно во всех положениях, пожалуйста, позвольте пересушить электроды

Используется для замены рутиловых электродов, чтобы сделать положение сварки PG более безопасным, уменьшить образование шлака, повысить требования к сварщику и отделочным работам

Используется в основном для корневого прохода на соединителях труб (сварка трубопроводов) в положении PG, хорошие механические свойства, средние шарики, почти без шлака

Выбор по техническим аспектам

Каждый тип электрода имеет особые сварочные свойства, что делает их подходящими для определенных сварочных задач.

Целлюлозный электрод (C)

Электроды из целлюлозы (C) хорошо подходят для сварки сверху вниз (положение PG), поэтому их выбирают для сварки кольцевых швов на трубах большого диаметра. Укладка труб является предпочтительной областью применения. По сравнению со сваркой в ​​вертикальном положении вверх (PF) электроды относительно толстой (4 мм) можно использовать даже для корневого прохода. Это имеет экономические преимущества. Преимущество рутилово-кислотного смешанного типа (РА) - остатки шлака в узких канавках, где плотный шлак защемлен и его трудно удалить.Шлак, произведенный типом RA, сам по себе пористый и разбивается на мелкие кусочки под отбойным молотком, что облегчает его удаление.

Рутиловый электрод (R, RR)

Особые характеристики рутиловых электродов (R, RR), т.е. хорошие свойства повторного воспламенения, легкость удаления шлака и хороший внешний вид шва, определяют их использование. Предпочтительные области применения включают угловые сварные швы и заключительные проходы, при этом важно полное удаление шлака и хороший внешний вид шва.

Рутилово-целлюлозного типа (RC)

Рутил-целлюлозный тип (RC) может использоваться во всех положениях, включая сварные швы вертикально вниз. Это делает его пригодным для универсального использования, особенно в установках. Версия с толстым покрытием, отвечающая высоким требованиям к внешнему виду шва, поэтому часто считается универсальным электродом, особенно на небольших предприятиях.

Рутилово-основной электрод (РБ)

Благодаря несколько более тонкому покрытию и особым характеристикам рутилово-основной электрод (RB) особенно хорошо подходит для корневых проходов и сварки в положении PF.По этой причине трубы малого и среднего диаметра являются предпочтительной областью применения электродов RB.

Основной электрод (B)

Основной электрод (B) подходит для сварки во всех положениях. Специальные типы подходят даже для сварки вертикально вниз. Внешний вид шва несколько менее желателен, чем у других типов. Однако у сварочного металла есть и другие преимущества. Из всех типов электродов основные электроды имеют лучшую ударную вязкость и лучшую стойкость к растрескиванию металла шва.По этой причине этот тип используется всякий раз, когда сварочная пригодность основных металлов является проблемой, например, для типов стали с ограниченной свариваемостью или с толстостенными материалами. Основные электроды также выбирают, когда требуется огромная прочность, например, на конструкциях, которые позже будут подвергаться воздействию низких температур. Низкое содержание водорода делает этот тип особенно подходящим для сварки высокопрочных нержавеющих сталей.

Выбор по материальным аспектам

Как правило, прочность и ударная вязкость основного металла также достигаются в металле сварного шва.Полное обозначение стержневого электрода в соответствии с DIN EN ISO 2560-A также содержит информацию о минимальных значениях предела текучести, прочности на разрыв и ударной вязкости наплавленного металла, а также некоторых сварочных характеристик, что упрощает выбор правильного электрод.

Взглянув, например, на краткое обозначение E 46 3 B 42 H5, мы можем расшифровать следующее: Штучный электрод для сварки MMA (E) имеет предел текучести не менее 460 Н / мм2, предел прочности на разрыв от 530 до 680 Н / мм2 и минимальное удлинение 20% (46).Энергия удара 47 Дж достигается при температуре -30 ° C (3). Электрод с основным покрытием (B). Далее следует дополнительная информация о извлечении металла и подходящем токе для электрода. Штучный электрод в этом примере имеет степень извлечения металла от 105% до 125%, его можно сваривать только постоянным током (4), и он подходит для всех положений, за исключением положения «вертикально вниз» (2). Содержание водорода в металле сварного шва ниже 5 мл / 100 г / металл шва (H5). Если металл сварного шва содержит элементы сплава, отличные от марганца, это будет указано перед кодом типа покрытия с использованием кода химических элементов и иногда цифрами для процентного содержания (например, 1Ni).

Низкое содержание водорода важно при сварке сталей, склонных к образованию трещин, вызванных водородом, таких как высокопрочные стали. В этих случаях код содержания водорода предоставляет необходимую информацию.

Подобные системы обозначений также используются для электродов с высоким пределом прочности (DIN EN ISO 18275), электродов, устойчивых к ползучести (DIN EN ISO 3580-A), а также для электродов из нержавеющей стали (DIN EN ISO 3581-A). В случае жаропрочных и нержавеющих электродов, свойства сопротивления ползучести или коррозионные свойства, соответственно, металла сварного шва должны также соответствовать свойствам основных металлов в дополнение к прочностным характеристикам.Это причина правила, согласно которому металл сварного шва должен быть как можно ближе к тому же типу, что и основной металл, или быть несколько более легированным.

Электроды стержневые в магазине

Загрузить справочник по сварочным материалам

Стандартные электроды

- химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Как устроен электрод?
    1. Какие процессы идут?
    2. Из чего сделан электрод?
  2. Примеры электродов
  3. Стандартный водородный электрод
    1. Из чего сделана ОНА?
    2. Что происходит в этом процессе?
  4. Трехэлектродная система
  5. Ссылки
  6. Проблемы
  7. Участники и атрибуты

Электрод по определению - это точка, в которой ток входит и выходит из электролита.Когда ток покидает электроды, он известен как катод, а когда ток входит, он известен как анод. Электроды являются жизненно важными компонентами электрохимических ячеек. Они переносят образовавшиеся электроны из одной полуячейки в другую, которые производят электрический заряд. Этот заряд основан на стандартной электродной системе (SHE) с опорным потенциалом 0 вольт и служит средой для любого расчета потенциала ячейки.

Каков механизм электрода?

Какие процессы идут?

Электрод - это металл, поверхность которого служит местом, где устанавливается окислительно-восстановительное равновесие между металлом и тем, что находится в растворе.Электрод может быть анодом или катодом. Анод получает ток или электроны от электролитной смеси, тем самым окисляясь. Когда атомы или молекулы подходят достаточно близко к поверхности электрода, раствор, в который помещен электрод, отдает электроны. Это заставляет атомы / молекулы становиться положительными ионами.

С катодом происходит обратное. Здесь электроны высвобождаются из электрода, и раствор вокруг него уменьшается.

Из чего сделан электрод?

Электрод должен быть хорошим проводником, поэтому обычно это металл. Теперь, из чего сделан этот металл, зависит от того, участвует ли он в реакции или нет. Для некоторых реакций требуется инертный электрод, который не участвует. Примером этого может быть платина в реакции SHE (описанной ниже). В то время как в других реакциях используются твердые формы реагентов, что делает их электродами. Примером этого типа ячейки может быть:

(левая сторона - анод) Cu (s) | Cu (NO 3 ) 2 (водн.) (0.1M) || AgNO 3 (водн.) (0,01M) | Ag (s) (правая сторона - катод)

(В приведенной выше схеме ячейки: внешние компоненты представляют собой электроды для реакции, а внутренние части представляют собой растворы, в которые они погружены)

Здесь вы можете видеть, что используется твердая форма реагента - медь. Медь, а также серебро, участвуют в качестве реагентов и электродов.

Примеры электродов

Некоторые обычно используемые инертные электроды: графит (углерод), платина, золото и родий.

Некоторые часто используемые реактивные (или задействованные) электроды: медь, цинк, свинец и серебро.

Стандартный водородный электрод

Стандартный водородный электрод (SHE) - это электрод, который ученые используют для сравнения во всех реакциях потенциала полуэлементов. Значение стандартного потенциала электрода равно нулю, что составляет основу для расчета потенциалов ячеек с использованием разных электродов или разных концентраций. Важно иметь этот общий электрод сравнения, так же как для Международного бюро мер и весов важно сохранить запечатанный кусок металла, который используется для сравнения S.I. Килограмм.

Из чего сделана ОНА?

SHE состоит из 1,0 M раствора H + (водн.), Содержащего квадратный кусок платинированной платины (соединенный с платиновым проводом, по которому можно обмениваться электронами) внутри трубки. Затем во время реакции газообразный водород проходит через трубку в раствор, вызывая реакцию:

2H + (вод.) + 2e - <==> H 2 (г).

Платина используется, потому что она инертна и мало реагирует с водородом.

Что происходит в этом процессе?

Во-первых, начальный разряд позволяет электронам заполнить самый высокий занятый энергетический уровень Pt. При этом некоторые из ионов H + образуют ионы H 3 O + с молекулами воды в растворе. Эти ионы водорода и гидроксония затем подходят достаточно близко к Pt электроду (на платинированной поверхности этого электрода), где водород притягивается к электронам в металле и образует атом водорода. Затем они объединяются с другими атомами водорода, образуя h3 (g).Этот газообразный водород выделяется из системы. Для поддержания реакции к электроду требуется постоянный поток H 2 (г). Pt-провод подключается к аналогичному электроду, в котором происходит противоположный процесс, и таким образом создается заряд, который равен 0 вольт. Обычно предпочтение отдается другим стандартным электродам, поскольку установка SHE может быть сложной задачей. Сложность возникает при приготовлении платинированной поверхности и при контроле концентрации реагентов.По этой причине SHE называют гипотетическим электродом.

Трехэлектродная система

Трехэлектродная система состоит из рабочего электрода, электрода сравнения и вспомогательного электрода. Трехэлектродная система важна в вольтамперометрии. Все три этих электрода служат уникальным роликом в трехэлектродной системе. Электрод сравнения относится к электроду, который имеет установленный электродный потенциал. В электрохимической ячейке электрод сравнения может использоваться как полуячейка.Когда электрод сравнения действует как половина ячейки, можно обнаружить электродный потенциал другой половины ячейки. Вспомогательный электрод - это электрод, который гарантирует, что ток не проходит через контрольную ячейку. Он гарантирует, что ток равен току рабочего электрода. Рабочий электрод - это электрод, который переносит электроны к присутствующим веществам и от них. Вот некоторые примеры эталонных ячеек:

Каломельный электрод: Этот электрод сравнения состоит из молекул ртути и хлорида ртути.Этот электрод может быть относительно проще в изготовлении и обслуживании по сравнению с SHE. Он состоит из твердой пасты Hg 2 Cl 2 и жидкой элементарной ртути, прикрепленной к стержню, который погружен в насыщенный раствор KCl. Необходимо, чтобы раствор был насыщенным, потому что это позволяет фиксировать активность хлорида калия, а напряжение быть ниже и ближе к SHE. Этот насыщенный раствор обеспечивает обмен ионами хлора. Все это обычно помещается внутри трубки с пористым солевым мостиком, позволяющим электронам проходить обратно и замыкать цепь.-_ {(водный)} \]

Электрод из серебра и хлорида серебра : Электрод такого типа осаждает соль в растворе, который участвует в электродной реакции. Этот электрод состоит из твердого серебра и его осажденной соли AgCl. Это широко используемый электрод сравнения, поскольку он недорог и не так токсичен, как каломельный электрод, содержащий ртуть. Электрод из серебра и хлорида серебра изготавливается из твердой серебряной проволоки, кодируемой AgCl. Затем его помещают в пробирку с раствором KCl и AgCl.-_ {(водный)} \]

Список литературы

  1. Айвз, Дэвид Дж. Дж. И Джордж Джон. Янц. «2. Водородный электрод». Электроды сравнения. Нью-Йорк [usw.]: Acad. Пр., 1961. Печать.
  2. Аллманд А. и Гарольд Иоганн Томас. Эллингем. «Глава 4: Электролизная ванна». Принципы прикладной электрохимии, . Нью-Йорк: Longmans, Green, 1924. Печать
  3. Стандартный водородный электрод: искаженная концепция, http: //pubs.acs.org / doi / pdf / 10.1021 / ed050p604

Проблемы

1. Какой электрод окисляет раствор в полуячейке? Анод или катод?

2. Почему стандартный водородный электрод важен для расчета потенциалов ячеек?

3. Определите, какая сторона является катодом, а какая - анодом.

Ag (ов) | Ag + (водн.) (. 5M) || Ag + (водн.) (0,05M) | Аг (ов)

4. Почему важно использовать инертный электрод в таких ситуациях, как SHE?

5.Каков стандартный потенциал половины ячейки для SHE?

Ответы (выделите, чтобы увидеть):

1. Анод

2. Это важно при вычислении потенциалов полуэлементов, поскольку оно служит ориентиром. Без этого электрода не было бы оснований для расчета значений потенциалов ячеек.

3. Слева - анод, справа - катод.

4. В этой ситуации важно использовать инертный электрод, потому что он не будет вступать в реакцию или участвовать в реакции в ячейке, а просто обеспечивает площадь поверхности для протекания реакции.

5,0 вольт.

Авторы и авторство

Мониторинг ЭЭГ с инвазивными электродами перед операцией

Чтобы выяснить, можете ли вы или ваш близкий перенести операцию по поводу эпилепсии, необходимо пройти ряд тестов. Различные тесты помогут вам и вашей бригаде эпилепсии узнать как можно больше о ваших припадках, о том, какие части мозга задействованы, и можно ли безопасно провести операцию. Наиболее важно определить начало припадка или участок мозга, где начинается припадок.Если припадки начинаются в одной области, и эту область можно безопасно удалить, тогда может быть проведена операция, называемая резекцией .

Почему делается видео ЭЭГ?

Видео ЭЭГ (электроэнцефалография) обычно проводится в течение нескольких дней для записи активности мозга человека при возникновении припадка. В идеале ЭЭГ показывает электрическую активность мозга в начале, во время и после приступа. Видео- и аудиозапись также выполняется с помощью ЭЭГ, поэтому бригада эпилепсии может видеть и слышать, что происходит во время припадка.

Вся эта информация помогает определить тип припадка, где он может начаться в головном мозге и где он может распространиться, или другие области мозга, которые могут быть вовлечены. Это тестирование может также называться другими терминами, например, непрерывный мониторинг ЭЭГ или длительный мониторинг ЭЭГ.

Когда используются электроды для кожи головы при видео ЭЭГ?

Когда человек думает об операции по поводу эпилепсии, сначала используются электроды для записи ЭЭГ или мозговых волн. Эти электроды прикрепляются к коже головы с помощью пасты.Затем провода подключаются к электронному оборудованию, которое записывает и анализирует ЭЭГ. Затем эту информацию можно просмотреть на компьютере. В идеале результаты ЭЭГ вместе с результатами сканирования головного мозга (например, МРТ или ПЭТ) и другими данными могут определять, откуда могут возникнуть судороги и возможно ли и безопасно ли провести операцию. Обычно это делается у людей, страдающих височной эпилепсией с очаговыми приступами нарушения сознания (сложные парциальные припадки). Результаты тестов, которые показывают судорожную активность в кончике височной доли и пятно или рубцовую ткань на МРТ в той же области, позволяют предположить, что операция может быть хорошим вариантом.

Что произойдет, если электроды на коже черепа не могут определить источник припадков?

У некоторых людей судороги невозможно локализовать с помощью электродов для кожи головы. Начало припадков может быть незаметным или может выглядеть так, будто задействовано более одной области мозга. Например, тесты ЭЭГ могут показать, что судороги затрагивают одну из лобных долей мозга, но другие тесты предполагают судороги в височной доле. Или судорожная активность может наблюдаться с обеих сторон мозга. В этих случаях нам необходимо знать, исходят ли припадки с обеих сторон или они начинаются с одной стороны, но быстро распространяются на другую.Операция не может рассматриваться, пока не будет больше информации.

Когда судороги трудно локализовать, «инвазивные электроды» помещают под череп и на поверхность мозга или в определенные области мозга.

Существует два основных типа инвазивных электродов: полоски или сетки и глубинные электроды. Эти электроды могут улавливать мозговую активность намного лучше, чем электроды для кожи головы. Их также можно использовать для составления карты того, как работает мозг рядом с местом начала припадков («картирование мозга»).

Как устанавливаются инвазивные электроды?

Для установки этих инвазивных электродов требуется операция. Затем проводится мониторинг ЭЭГ для записи человека во время припадков. Операция по установке электродов может занять всего несколько часов, но мониторинг может занять несколько дней или несколько недель.

По истечении периода мониторинга электроды снимаются. В зависимости от типа используемого электрода и результатов тестирования операция может быть сделана или не сделана в это время. Нет ничего необычного в том, что человек находится в больнице около трех недель для этой процедуры и тестирования ЭЭГ.

Что такое глубинные электроды и когда они используются?

Глубинные электроды используются, если припадки могут начаться в более глубоких областях мозга, а не на поверхности. Глубинные электроды - это тонкие проволочки, похожие на иглу. Каждый электрод может вести запись с нескольких участков вдоль электрода. Количество используемых электродов будет варьироваться в зависимости от результатов теста для каждого человека. Например, у человека может быть от двух до четырех электродов, размещенных на каждой стороне мозга.Они размещаются в определенных областях мозга, которые выбираются на основе мониторинга ЭЭГ кожи головы, МРТ и других тестов.

Для установки этих электродов требуется операция.

  • Пациенту делают общую анестезию, поэтому он спит во время операции.
  • Затем на голову человека надевается рамка, чтобы помочь хирургу найти точное место для установки электродов.
  • В черепе проделываются очень маленькие отверстия, через которые вводятся электроды.
  • После установки электроды фиксируются в кости черепа.
  • Головная повязка накладывается на электроды и провода, ведущие к оборудованию для мониторинга ЭЭГ.

Как размещаются субдуральные полосы или сетки и когда они используются?

Если предполагается, что очаг припадка находится на поверхности мозга, используются электроды, называемые полосками или сетками. Они могут регистрировать электрическую активность из многих точек на полосе или сетке. Полоска может иметь вид прямоугольника, размером с небольшую повязку.Сетка обычно имеет форму квадрата и может покрывать большие области мозга.

Хирургия немного отличается от размещения полосок или сеток.

  • В черепе делается более крупное отверстие (трепанация черепа), и полосы или сетка помещаются на поверхность мозга.
  • Маленькие тонкие провода, прикрепленные к полоскам или сеткам, подключаются к оборудованию ЭЭГ и обертываются головной повязкой.
  • Затем человек отправляется в отделение наблюдения за эпилепсией, чтобы зарегистрировать приступы в течение нескольких дней.

Для чего еще используются инвазивные электроды?

Полосковые, сеточные и глубинные электроды также используются для картирования функций мозга с помощью процедуры, известной как картирование мозга и электрическая стимуляция. Во время этой процедуры каждую точку на полоске, сетке или глубинном электроде стимулируют коротким крошечным электрическим током. За человеком наблюдают за изменениями движений, силы, языка и зрения. Карта составляется на основе расположения каждой точки стимуляции. Это помогает команде понять функции этих областей мозга и безопасно ли проводить операцию.После записи достаточного количества информации электроды удаляются, и можно принимать решение об операции.

Каковы риски установки инвазивных электродов?

Глубинные электроды имеют очень небольшой риск осложнений. В черепе проделываются отверстия меньшего размера, поэтому люди могут быстрее выздоравливать и испытывать меньше боли или дискомфорта, чем после использования сеток или полосок. Кровотечение в головном мозге и инфекция - возможные осложнения, но случаются нечасто. Поскольку для операции по наложению полосок или сеток требуется большее отверстие в головном мозге, вероятность осложнений и головных болей после операции немного выше.

Резюме

Чтобы выяснить, можно ли перенести операцию по поводу эпилепсии, часто требуется много тестов, которые проводятся в течение нескольких недель или месяцев. Некоторым людям может потребоваться операция, чтобы поместить электроды (глубинные, решетки или полоски) на поверхность или в мозг. Это тестирование может помочь определить, где начинаются припадки, когда другие тесты не могут этого сделать. Хотя операция по установке электродов может иметь небольшую вероятность серьезных рисков, данные с этих инвазивных электродов могут дать гораздо более подробную информацию о местоположении припадка, чем электроды на коже черепа.Если ваш врач рекомендует это обследование, оно поможет обеспечить наилучший результат операции и минимизировать риск операции по поводу эпилепсии. Людей, планирующих операцию по поводу эпилепсии, следует посетить в центре эпилепсии, чтобы рассмотреть все варианты лечения во время дооперационного обследования.

Сварка: электроды для углеродистой стали

Электрод, выбранный для использования при любой дуговой сварке защищенным металлом (SMAW, или сварка штучной сваркой) углеродистой и низколегированной стали, обычно указывается в технических условиях сварки (WPS).Процесс, связанный с правильным выбором, включает множество соображений, которые мы рассмотрим здесь. Понимание каждого шага может помочь убедиться, что используется правильный электрод. Если сварной шов вышел из строя, рассмотрение этих соображений может помочь определить причину.

Прочность на растяжение

Когда дело доходит до выбора присадочного металла для SMAW на углеродистой стали, обычно первым делом для инженера-сварщика (или того, кто пишет WPS), является попытка сопоставить прочность электрода с основной или основной металл.

Практическое правило - выбирать металл сварного шва с пределом прочности на растяжение немного выше, чем у основного металла. Для этого необходимо знать марку основного металла. Как только марка известна, ее можно сопоставить со спецификациями, прилагаемыми к присадочному металлу.

Например, указанный минимальный предел прочности на разрыв для стали CSA G40.21 350W составляет 450 МПа. Минимальная прочность на разрыв металла шва, выполненного с использованием электрода из углеродистой стали E49XX или электрода из низколегированной стали E49XX-X, составляет 490 МПа.Таким образом, оба электрода подходят для этого типа стали.

Углеродный эквивалент

В зависимости от марки свариваемой стали может существовать риск водородного растрескивания металла шва или зоны термического влияния сварного шва. Присутствие водорода в стали делает сталь хрупкой и склонной к растрескиванию после завершения сварки. Чем выше прочность стали, тем больше она подвержена растрескиванию.

Чтобы предотвратить растрескивание, инженер-сварщик обычно учитывает так называемый углеродный эквивалент (CE) стали, которая будет свариваться.Различные нормы и стандарты предоставляют формулы для расчета CE основного металла на основе его химического состава. Химический состав можно найти в стандарте, по которому была изготовлена ​​сталь. В стандарте будет таблица, в которой указаны количества различных легирующих элементов, таких как углерод, марганец, кремнезем, никель, хром и ванадий, содержащихся в стали. Вводя процентное соотношение каждого элемента в уравнение, вы получаете число.

Исследования показали, что если число, полученное вами в результате вычислений, больше 0.40, то сталь содержит достаточно углерода и других легирующих элементов, поэтому она может быть подвержена водородному растрескиванию.

Обычно, чтобы избежать этого дефекта, используется электрод с основным покрытием. Последние две цифры в обозначении электрода будут 16 или 18. Покрытие на этих электродах предназначено для ограничения количества водорода, который жидкий сварочный металл поглощает во время сварки.

Также может потребоваться предварительный нагрев основного металла перед началом сварки, чтобы снизить скорость охлаждения зоны сварки и позволить водороду, который попадает в сварочную ванну, диффундировать из стали в воздух.В некоторых случаях применения высокопрочных сталей может также потребоваться поддерживать температуру предварительного нагрева в течение определенного времени после завершения сварки, прежде чем сборке позволят медленно остыть до комнатной температуры.

Положение при сварке

Следующее, что необходимо учитывать, - это положение при сварке, в котором будут выполняться соединения. Если заготовка небольшая и с ней легко манипулировать на верстаке, то можно использовать электрод, предназначенный для выполнения сварных швов в плоском или горизонтальном положении.Это может быть выгодно для скорости наплавки металла шва, поскольку сварщик может работать быстрее.

Если заготовка большая или это узел, который нельзя перемещать и который требует вертикальных или потолочных сварных швов, то электрод должен быть предназначен для использования во всех положениях. Это означает, что предпоследняя цифра в его обозначении - 1. Например, электрод E4918 наплавит металл шва с минимальным пределом прочности на растяжение 490 МПа и предназначен для использования во всех положениях сварки (1).Цифра 8 означает, что он имеет основное покрытие или покрытие с низким содержанием водорода.

Погодостойкая сталь

Некоторые марки стали известны как погодостойкие стали. Они содержат небольшое количество меди и предназначены для использования без какого-либо защитного покрытия. Они поступают в эксплуатацию неокрашенными и предназначены для использования таким образом, потому что медь заставляет оксидный слой, образующийся на их поверхности, прилипать к поверхности и предотвращать дальнейшее окисление.

Электроды для сварки атмосферостойкой стали могут потребоваться для выполнения сварных швов, аналогичных коррозионной стойкости и эксплуатационному цвету основного металла.Стандарты, такие как CSA W59, определяют требуемый электрод. Стандарт также допускает использование различных электродов, если соответствие цвета не имеет значения и необходимо согласовать только коррозионную стойкость.

Обозначения из высокопрочной стали

Для сварки высокопрочных сталей в обозначении электрода должно быть больше четырех или пяти цифр, чем у обычного электрода из углеродистой стали. Обычный электрод из углеродистой стали отформатирован, как в предыдущем примере 4918.Электроды из высокопрочной стали имеют суффиксы, такие как -A1, -B2H, -NI3, -D1 и -D2. Эти суффиксы указывают на конкретный химический состав и применимость электродов. При сварке высокопрочной стали с пределом прочности на разрыв более 550 МПа важно обращать внимание на суффикс, потому что он говорит вам, можно ли использовать электрод для конкретного применения, например, если сварная сборка будет подвергаться термообработке после сварки.

Например, много лет назад я преподавал курс в компании, которая ремонтировала детали крупного оборудования.Я упоминал, что конкретный электрод, E5518-B9, содержит ванадий и не должен использоваться, когда сборка будет подвергаться термообработке после сварки, поскольку ванадий в металле сварного шва, который подвергается термообработке после сварки, приведет к тому, что металл сварного шва станет хрупким и легко ломаются.

Когда я это сказал, два человека в дальнем конце комнаты быстро вышли из класса. Вскоре они вернулись с коробкой электродов. Они отметили, что время от времени, когда они отправляли отремонтированное оборудование обратно в эксплуатацию, сварные швы сразу выходили из строя.Электроды, которые они принесли, действительно были ванадиевыми.

Суть дела заключалась в том, что отделу закупок сказали купить электроды класса E5518, но это все, что им сказали. Целью закупки было купить самые дешевые электроды с учетом предоставленных спецификаций. Поэтому, когда электроды, содержащие ванадий, время от времени продавались в то время, когда у них была заявка на заполнение электродов, они покупали электроды E5518-B9. Большинство других типов электродов E5518, например -B1, -B2, -B3, -B3L, -B6, -C1, -C2 и -D3, не содержат ванадий, и их покупка не составит проблем.Вот почему сбои сварных швов случались не всегда, а лишь изредка. Проблема заключалась в том, что при покупке не было предоставлено достаточно информации, чтобы купить правильные электроды.

Это хорошее напоминание о том, что прежде, чем кто-то сваривает неправильный электрод, и происходит отказ, всегда происходит серия ошибок. Это цепочка событий, которая приводит к отказу, и если одно звено разорвано, отказа можно избежать. Несколько более высокопрочных электродов могут соответствовать одним и тем же требованиям к прочности, свариваемости и водороду, и каждый из них будет иметь определенный химический состав, который придает ему разные свойства, разработанные для конкретных применений.

Тот, кто определяет электроды для работы, должен учитывать процедуру сварки, которая будет использоваться, и конечное использование конечного сварного продукта. Все это необходимо хорошо понять, прежде чем выбирать правильный электрод, чтобы избежать проблем при запуске производства и вводе деталей в эксплуатацию.

Кен Торн, инженер по сварке, Канадское бюро сварки, [email protected]

CWB Group, 800-844-6790, www.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *